Устройство для решения задач математической физики

 

О П Й С А"-- Н- И-- Е 3

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

97926

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 29.Х1.1971 (№ 1718793/18-24) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 17.1Õ.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 22.1.197-1

М. Кл. G 06g 7!40

Государственнмй комитет

Соаета Министроа СССР оо делам иэооретений и открытий

УДК 681.333 (088,8) Авторы изобретения.

В. И. Аронов, И. Г. Киселев и В. П. Попов

Заявитель Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Изобретение относится к цифро-аналоговой вычислительной технике.

Предлагаемое вычислительное устройство пред назначено для решения трехмерных. уравнений параболического и эллиптического типов и двухмерных гиперболических уравнений.

Известны устройства для решения эллиптических, параболичесиих и гиперболических уравнений, содержащие аналоговый решающий бло к, аналоговое запоминающее устроиство, аналого-цифровые и цифра-аналогсвые преобразователи, цифровые блоки памяти н управления.

В таких устройствах для решения,параболических и элли птичеоких ура внений применяются ьмагазины резисторов, для гиперболических уравнений — цепи, содержащие магазины и ндукти вностей, емкостей и резисторов.

В связи с этим,при решении гиперболических уравнений подобные устройства не обладают достаточной точностью. Решение же нелинейных гиперболических уравнений вызывает значительные трудности. Решающие блоки, содержащие магазины,индукти вностей и емкостей, подвержены влиянию внешних воздействий, ненадежны в работе, дороги и гром озд ки.

В предлагаемом устройстве эти недостат,к и устранены тем,,что с целью решения,на одном и том же решающем блоке,параболических, эллиптических и гиперболических уравнений,,в него введены блак .пересчета н зада ния функций, который соединен с решающим блоком, аналоговым запоминающим блоком и

5 управляющим ол оком, и вспомогательный блок, пересчета, который соединен .с запоминающим блоком,н через блок преобразователей с ЭЦВМ.

Введение этих блоков, позволило применить решающий блок, соединенный с аналогоBbDI запоминающим блаком, блоком пересчета и задания функций, блоком граничных условий, управляющим блоком и через коммутатор и блок аналого-,цифрового и цифро-анало15 гового преобразователей — с ЭЦВМ, состоящий только из магазинов резисторов.

На фиг. 1 — представлена блок-схема вычислительного устройства; на фпг. 2 — блок пересчета,н задания функций и решающий блок; на фиг. 3 — вспомогательньш блок пересчета.

Устройство содержит решающий блок 1, аналоговый запоминающий блок 2, блок пересчета и задания функций 3, блок граничных условий 4, коммутатор 5 узловых точек решающего блока, блок аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей 6, цифровой вычислительный блок 7, вспомогательный блок, пересчета 8, блок управления 9 магазинами резисторов и управляющий блок 10.

397926

На фиг. 2 и .фиг. 3 по казаны катодный по вторите 7ь 11 и усилитель постоянного то1;а 12.

Решающий блок 1 соединен с аналоговым запоминающим блоком 2, с блоком пересчета и задания функций 3 и блоком задания граничных условий 4. Решающий блек 1 соединен с блоком 7 через коммутатор 5 и блок аналого-цифрового и цифро-аналого/вого преобразователей 6. Через блох управления магазинами сопротивлений 9 блок 7,соединен с блоком 1. Блок 2 через блок вспомогательного перасчета 8 и блоки 5 и о соединен с цифровым вычислительным блоком 7.

Устройст1во работает следующим ооразом.

При решен|ии эллиптических и параоол/Iческих задач в блок 7 вводятся исходные данные для расчета резисто1ров и начальные ус7овия (при решении эллиптических задач— значения функц ии, соопветствующпе первому приближанию). Через блоки б, 5 и 1 блок 7 заносит началы1ые условия IB блок 2,и через блок 9 производит установку резисторов, После этого значения .начальных условий, соответствующие пер вому решаемому одномерному у рав/нению, перепи сы ваюгся в:блок 8. На концы цепочки магазинов резисторов решающего блока 1 подаются гра ничные условия из блока 4, набранные.зара нее при помощи:шнуровой коммутации. Решение, полученное в блоке 1, за писывается в устройсpBQ 2,на месТо нача 7bIlbIx усло/виЙ, /выведенных IB олок 3.

B случае решения нелинейных задач значения фупкци11 из блока 1 через блоки 5 и б,подаются B блок 7 для пересчета резисторов. А налогично,производится решение второго одномерного уравнения, третьего и т, д.

При решении, гиперболических задач блок

2,разбивается на две части: первую — для запоминания значений сеточных фу1няций — V х, )

BrOPyIO — ДЛЯ

Для расчета величин Мх и Му,,где

1 1

1 1 1

N =V " — 2 V "-+V х <=/ у х, у х — h, у.

1 соответствующие значения V и V из х, у х, > устройства 2,переписываются в блок 8.

Расчет величи н Nx H Ny производится,в блоке 8. Затем значения Nx u Ny передаются через блоки 5 и о в 7,,где,п роисходит расчет соответствующих резисторов. Дальнейшее ðåшение произ1водится по алгоритму решения параболических задач,с BIHvrpeHHими источниками.

Бл/ок,пересчета и э@дания,ф) н кций и ре5 шающий блок (ф иг. 2) ра ботают следующим образом. Тумб.7еры,И в,блоке 1,переключаются в положение 1. На,нечетные входы олока 8 из блока 2 подаются значения—

1 ш — Г, на четные + 1/, и запоминаются на конденсаторах 14, 15 и 1б, включенных на входы катодных повторителей 11. После срабатывания реле 17 и 18 на выходе усилителя постоянного тэка 12 появляется напряжение, 15

1 соответствующее М „= —,,2 V, — VJ,,- (, которое запоминается на конденсаторе 19.

После срабатывания реле 20 и возвращения реле 17 и 18 в исходное состояние на выходе

20 уси.7н-;е7>I 12 появляется напряжение, соответствующее + V

Блок вспомогательного пересчета 8 (фиг. 3) работает следующим образом. Из блока 2 на

25 входы блоков 1, 2, 8 соо7)ве7)ствен/но лодаются

1 1 з наче ния функции — V 2 -1- V х,hу ху

1 — V „, Пос,7е срабатывания реле 17 на выходе усилителя 12 появляется напряжение, 1 соответствующее значеншо N

1 I — 2V/ - + V х, у х - /, ух

Предмет изобретения

Устройство для решения задач математической физики, содержащее решающий блок, 40 цифровой вычислительный блок, ана7оговый за поминающий блок, блок задания граничных условий, блок аналого- ц и фрового и цифро-аналого вого,преооразования, коммутатор,и блок управления, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач и увеличения точности, оно содержит блок пересчета и задания функций, соединенный с решающим блоко:1, аналоговым запоминаю1цим блоком и блокэм у/пра вления, и.вспомогательный блок пересчета, подключенный к,за поминающему блоку IH через ко ммутатор и блок аналогоцифрового и цифро-аналогового преобразования к цифровому вычислительному блоку, а решающий блок соединен с аналоговым запоминающим блоком, с блоком пересчета и зада ния функций,, блоком траничных условий, блоком у правления и через коммутатор и блок аналого-.цифрового и цифро-а налогового преобразо вания с цифровым /вычислительным

60 блоком.

397926

К Опа

0m дюокаГ

К б7ПКаМ 2а5

1

1

k dnovy 5

ФО2 5

Составитель E Тимохина

Корректор Л. U,арькова

Техред Т. Курилко

Редактор Л. Утехина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 737/2447 Изд. № 988 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5