Устройство для моделирования многомерных диффузионных процессов

 

ОП ИСАН И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ -тттг- 4 .И

Со оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.12.73 (21) 1982340/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.01.75. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 10.03.75 (51) М. Кл. G 060 7/48

Государственный комктет

Совета Мнннстров СССР ло делам нэобретеннй и отнрытнй (53) УДК 681,333(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

П. А. Мороз, Б. М. Алещенко и А. Л. Лившиц

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

МНОГОМЕРНЫХ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для,моделирования диффузионных процессов, соответствующих,самосопряженному производящему оператору и представляющих собой непрерывную последовательность шагов, дли,на каждого,из которых соответствует заданному коэффициенту диффузии, а,направление является случайной величиной, равновероятно выбираемой из некоторого фиксированного множества направлений. Устройство может быть, использовано при решении методом Монте-Карло краевых задач для уравнений с частны,ми пр,о,изводными.

Известно устройство для моделирования многомерных диффузионных процессов, содержащее блок памяти,и вычитающий счетчик, выход которого через суммирующий счетчик соединен с входами двух генераторов случайн ы х сиги алов.

Однако .известное устройство имеет невысокое быстродействие, так как скорость, изме.нения координат моделируемого диффузионного процесса не всегда максимальна, а зависит от коэффициента, установленного в счетчиках-делителях; кроме того, траектория моделируемого процесса делится на «порции».

Известное устройство может быть применено лишь при решении довольно ограниченного круга задач, поскольку оно не позволяет решать краевые задачи, определенные на кусочно-однородных областях с произвольной формой границ подобластей однородности.

Цель .изобретения — повышение быстродействия устройства и обеспечение возможности технической, реализации диффузионных процессов с пер еменным шагом блуждания, изменение величины которого производится на границах переключения К;, аппроксимирующих

10 исходный диффузионный процесс.

С этой целью устройство содержит буферный регистр, генератор импульсов и два интегратора, входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов случай15 ных сигналов, а выходы соединены с выходами устройства; блок памяти через буферный регистр соединен с первым входом вычитающего счетчика, второй вход которого подключен к выходу генератора .импульсов, а выход

20 соединен с управляемым входом буферного регистра, Введение в состав устройства буферного регистра и генератора тактовых, импульсов позволяет организовать управление процессом

25 блуждания таким образом, что каждый шаг процесса совершается с максимально возможной скоростью. При этом генератор тактовых импульсов служит датчиком меток времени, подсчет которых производится вычитающим и

30 суммирующим счетчиками. Обнуление вычи458839 тающего счетчика свидетельствует о выполнении 1/1Ч-.ной доли шага блуждания. Когда обнуление вычитающего счетчика произойдет N раз, что фиксируется суммирующим счетчиком, шаг считается выполненным и устройство приступает к выполнению нового шага. Наличие же аналоговых интеграторов обеспечивает непрерывность траектории процесса.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Предлагаемое устройство для моделирова.ния многомерных диффузионных процессов содержит блок памяти 1, буферный регистр

2, вычитающий счетчик 3, генератор тактовых импульсов 4, суммирующий счетчик 5, два генератора случайных сигналов 61 .и 6>,и два интегратора 71 и 7 . Количество генераторов случайных сигналов .и интеграторов соответствует числу координат моделируемого процесса.

Работает устройство следующим образом.

Координаты моделируемого диффузионного процесса получаются:на выходе интеграторов

7i и 7 путем и нтегрирования поступающих с генераторов 61 и 62 импульсов случайной полярности и постоянной амплитуды, длительность которых соответствует текущему значению коэффициента диффузии моделируемого процесса. Управление длительностью импульсов, вырабатываемых генераторами 61 и 6г, осуществляется с помощью блоков 1 — 5. Значение коэффициента диффузии из блока памяти 1 поступает в буферный регистр t2 и устанавливается .в вычитающем счетчике 3, после чего от генератора тактовых, импульсов 4 на вход вычитающего счетчика 3 .начинают поступать .импульсы, которые вычитаются из установленного в вычитающем счетчике 3 значения коэффициента диффузии. После «обнуления» счетчика 3, свидетельствовавшего о выполнении 1/У-ной доли шага моделируемого процесса, на его выходе появляется сигнал, который поступает одновременно,на суммирующий вход счетчика 5,и управляющий вход буферного регистра 2, в,результате чего к содержимому суммирующему счетчику 5 добавляется единица, а в счетчик 3 из регистра 2

BH0Bb заносится значение коэффициента диф10 фузии. Когда суммирующий счетчик 5, объем которого устанавливается заранее, заполнится, что свидетельствует о выполнении полного шага,,на выходе его генерируется сигнал случайной полярности постоянной амплитуды.

15 Описанньш способ обеспечивает минимальное время моделирования диффузионного процесса до момента достижения поглощающего экр.а на.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования многомерных диффузионных процессов, содержащее блок памяти и вычитающий счетчик, выход которого через суммирующий счетчик соеди25,нан с входами двух генераторов случайных сигналов, отл.ичающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения класса решаемых задач, оно содержит буферный регистр, генератор тактовых им30 пульсов и два интегратора, входы которых подключены к выходам соответствующих ге.нераторов случайных сигналов, а,выходы соединены с выходами устройства; блок памяти через буферный регистр соединен с первым

35 входом вычитающего счетчика, .второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход вычитающего счетчика соединен с управляемым входом буферного регистра.

458839

Составитель О. Сахаров

Редактор И. Орлова Техред А. Камышникова Корректор О. Тюрина

Заказ 445/17 Изд. № 1044 Тираж 579 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2