Устройство для моделирования нелинейных задач математической физики

 

СП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 6042 ОО

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено30.08.74 (21) 2056584/18-24 (51) М. Кл.

G 06 G 7/48 с присоединением заявки №Гасударственный камнтет

Сената Мнннатрав СССР на делам нзааретеннй и аткрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.76Бюллетень № 7 (53) УДК 681.333 (088.8) . (45) Дата опубликования описания 31.03.76

В. Л. Грищенко и В. П. Пронин (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт механики и физики (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

Изобретение относится к области электрического моделирования, в частности предназначено для моделирования нелинейных задач математической физики, и может быть применено в области вычислительной техники при создании аналоговых и аналого-цифровых гибридных вычислительных систем, предназначенных для моделирования различных процессов, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных 10 с функциональной зависимостью их коэффициентов от характеристик поля, Известно устройство для моделирования нелинейных задач математической физики, содержащее модель исследуемого поля, со- (5 единенную с блоком задания граничных условий, видеоусилитель, соединенный с блоком отображения, выполненном на электронно-лучевой трубке, подключенным к генератору развертки и оптически связанным с 20 моделью исследуемого поля, индикатор, соединенный через синхронизатор с генератором развертки.

Однако с помощью этих устройств трудно осуществить требуемую функциональную связью между коэффициентами решаемого уравнения и характеристиками поля. Эта зависимость в предлагаемом устройстве детерминирована .функцией высвечивания люминофора с т приложенного напряжения, люкс-амперной характеристикой фотопроводящего покрытия или зависимостью локальной проводимости фото;проводника от интенсивности светового воз-! буждения. Для конкретных фотопроводящих

1 структур и электролюминофоров эта функцио,нальная связь постоянна и не поддается варьированию, кроме качественных изменений исхбдных материалов модели, путем подбора новых веществ с требуемыми свойствами.

11ель изобретения — создание автомати- зированного устройства, обладающего высокой точностью моделирования нелинейных задач математической физики с произвольной, варьируемой в соответствии с решаемой задачей функциональной связью коэффициентов уравнения с характеристиками поля.

Предлагаемое устройство содержит блок отображения, выполненный на видиконе, оптически связанный с моделью исследуемого ,поля и соединенный с генератором разверт504209 ки, и последовательно соединенн| re преобразователь светового потока s напряжение, подклкченный к блоку отображения, выпол» ненному на видиконе, и ии икатору, преобразователь масштаба времени и нелинейный блок, соединенный через переключающий элемент с видеоусипитепем.

На чертеже представлена схема устройстваа.

Она состоит из модели исследуемого по-. лч, выполненной в виде фотопроводящего слоя 1, слоя электролюминофора 2, прозрачного заземленного эквипотенциального элек-. трода 3, нанесенного на диэлектрическую подложку из стекла 4 с системой омических ц контактов 5 для задания, граничных условий от источника питания блока 6 заданич граничных условий, блока отобчажения 7 на электронно-лучевой трубке, предназначенного дпя возбуждения фотопроводящего слоя 1,и З преобразования последовательности электрических сигналов в параллельный световой поток, блока отображения 8, выполненного на видиконе для выделения информации о поле с помощью преобразования светового потока в аналоговый сигнал на преобразователе О светового потока в напряжение, отклоняющей системы 10 с .генератором раз-! вертки 11, индикатора 12, синхронно работающего с системой развертки блоков ото-,Э1 бражения, синхронизатора 13, нелинейного блока 14, отрабатываюшего оператор пр обра- зования коэффициентов решаемого уравнения,, видеоусилителя 15 и переключающего элемента 16 дпя подключения выхода блока 14 «5 к модулятору блока от.бражения 7 и преобразователя масштаба времени 17, предназначенного для сопряжения временных отрезков в аналоговом устройстве и в блоке пре- образования информации, который может быть 4п как аналоговым, так и цифровым вычислительным устройством, С помощью системы омических контактов 5, расположенных на поверхности фотопроводящего слоя 1, от блока 6 задания д граничных условий задается распределение токов и потенциалов в соответствии с решае-, мой задачей. Затем осуществляется равномерная засветка фотопроводящего слоя при ото ключенном переключающем элементе 16 бло- 10 ком отображения 7, благодаря чему в модели устанавливается распределение паппасовского поля в соответствии с первым шагом решения, Одновременно осуществляется вывод инЬормации о характеристиках установившегося ноля в результате возбуждения и высвечивания спи эпектролюминофора 2 в виде светового потока, который преобразуется с пол«он1ю блока отображения 8 с системой стпонания 10 и генератором развертки 11 в последовательный аналоговый сигнал, вьщеляемый на преобразователе 8 светового потока в напряжение. Временная последовательность импульсов далее подается на индикатор 12 для визуализации хода решения и через преобразователь 17 масштаба времени на нелинейный блок 14. Выход блока 14 через переключающий элемент 16 и видеоусилитель 15 подключается после установления первоначального состояния системы к модулятору блока отображения 7. С этого момента устройство работает как оптронная система с внешней обратной связью через нелинейный блок 14. Процесс решения продол« жается до установления устойчивого состояния системы, что определяется по картине поля на индикаторе 12. Свойство люминофоров сохранять информацию при их возбуждении, изменять ее при смене внешн го воэдействия использовано здесь в нескольких аспектах и поэтому на него обращено эначитежпое внимание, а именно: спектральные характеристики пюминесцентного экрана блока отображения / и фотопроводящего слоя l выбраны одинаково, а максимумы спектральных характеристик электролюминофора слоя2 и фотопроводящего слоя 1 разнесены с целью исключения внутренней обратной связи, ct время высвечивания люминофора, время фотоответа попупроводника и время работы остальных блоков системы приводится в соответствие с помощью преобразователя масштаба времени 17 — синхронизатора 13.

Формула изобретения

Устройство для моделирования нелинейных задач математической физики, содержащее модель исследуемого поля, соединенную с блоком задания граничных усп"вий, видеоусилитель, соединеннь и с блоком отображения, выполненном на электронно-лучевой трубке, подключенным к генератору развертки и оптически связанным с моделью исследуемого поля, индикатор, соединенный через синхронизатор с генератором .аэвертки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения точности моделирования, оно содержит блок отображения, выполненный на видиконе, оптически связанный с моделью исследуемого поля и соединенный с генератором развертки, и последовательно соединенные преобразователь светового потока в напряжение, подключенный к блг у отображения, выполненному на видиконе„ и индикатору, преобразователь масштаба времени и нелинейный блок, соединенный через пере(кпючаюший элемент с видеоусилитепем.

504 2 О"

Составитель Е. Тимохина

Редактор Е. Гончар Техред А. Демьянова. Корректор Н, Ьугакова

Заказ 102 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытйй

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Гаггц;нщ, 101