Устройство для моделирования нелинейных задач теплопроводности

 

Союз Советск и к

Соцнапнстнческик

Республкк

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБУЕТЕ Н ИЯ («) 881?82

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнА-ву(22) Заявлено 23. 01, 80 (21) 2873453/18-24 с присоединсннем заявки лй(23) приоритет (51)M. Кл.

С 06 С 7/56 евоуАорстееннык кокнтет сеем оо долек нэоеретеннй н открытий

Опубликовано15.11.81. Бюллетень М42 (53) УД К681 ° 333

{088.8) Дата опубликования описания 15 . 1 1.81 (72) Автор изобретения

iO. М, Мацевитый!

1 I

Институт проблем. машиностроения АН Украиской С Р! (71 ) За я s и тел ь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ

ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для решения нелинейных задач теплопроводности.

Известно устррйство для решения задач нестационарной теплопроводности, содержащее реэисторную сетку, конденсаторы, реле, решающий усилитель ь1) °

Известное устройство не позволяет решать нелинейные задачи теплопровод10 ности °

Наиболее близким к предлагаемому является устройства для моделирования теплопроводности, содержащее реэисторную сетку, нелинейный элемент, блоки сопряжения, цифровой вычислительный блок, аналого-цифровой преобразователь, коммутатор, кодоуправляемый блок задания токов и блок задания граничных условий 1.2).

Недостатком устройства является его сложность.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее R-сетку, каждый внутренний узел которой подключен к входу соответствующего нелинейного элемента, содержит по числу узлов R-сетки блоки памяти,интеграторы, сумматоры, управляемые резисторы, блоки сравнения, два эталонных резистора на каждый узел, два дифференци" альных усилителя на каждый узел, два блока деления на каждый узел, причем каждый внутренний узел R-сетки соединен с входом соответствующего блока памяти, выход которого подключен к первому входу соответствующего сумматора и первому входу соответс..вующего первого блока деления, выход которого соединен с первым входом соответствующего блока сравнения, выход которого через соответствующий интегратор подключен к управляющему входу соответствующего управляемого резистора, первый выход которого соединен с соответствующим внутренним узлом

881782 4 формула изобретения

R-сет ки, с вторым входом соот ветст вующего сумматора и первым входом соответствующего второго блока деления, выход которого подключен ко второму входу соответствующего блока сравне° ни я, выход сумматора соединен с первым входом соот вет ст вующе го первого дифференциального усилителя и первым выходом соответствующего первого эталонного резистора, второй выход которого соединен со вторым выходам соот вет ст вующе го у правляемога резистора и вторым входом соответствующего первого дифференциального усилителя, выход которого подключен ко второму входу соответствующего первого блока деления, выход соответствующего нелинейного элемента соединен с первым входом соответствующего второго дифференциального усилителя и с первым выходом соответствующего второго эталонного резистора, второй выход которого подключен к шине нулевого потенциала и второму входу соответствующего второго диф" ференциального усилителя, выход которого соединен со вторым входом соответствующего второго блока деления.

Если применить к нелинейному урав" нению теплопроводности — цт) — 1+ — 11(Т) — 1= С(т)р(т) ЗТ/a i (1) ах (ах а (as подставку Кирхгоффа т

Ф- E p.(ò) aT, о или преобразование Шнейдера (т)1 то оно преобразуется к виду Ф д ф 1 аф аЛ бф а (4) где А, с, el - соответственно коэффициенты теплопроводности, объемная теплоемкость и температуропроводность материала;

Т - время, В конечно-разностной форме уравнение (4) имеет следующий вид:

„,(к1 (к1 „ф(к1 (к) к1, i<1 (к-41 д(ф "1 Й

S,t

1О

2о

25 зо

50 где h и дТ- соответственно пространственный и временной шаги.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит из R-сетки 1, блока памяти 2, сумматора 3, управляемого резистора 4, нелинейного элемента 5, эталонных резисторов 6 и 7, дифференциальных усилителей 8 и 9, блоков деления 10 и 11, блока сравнения

12 и интегратора 13.

Устройство работает следующим образом

Сигнал, пропорциональный значению функции ф в (k-1)-ый момент времени, подается из блока памяти 2 на вход сумматора 3, где суммируется с напряжением, поступающим из узловой сетки, пропорциональным значению функции ф в (k)-ый (данный) момент времени, Ток, пропорциональный первому члену правой части уравнения (5), поступает с выхода сумматора 3 через эталонный и управляемый резисторы б и 4 в узел сетки, из которого ток, пропорциональный второму члену правой части уравнения (5), уходит через нелинейный элемент 5 и эталонный резис; тор 7 в "землю".

Пропорциональность второго тока коэф1 фициенту р

Использование предлагаемого изобретения дает возможность повысить быстродействие и упростить устройство. !

Устройство для моделирования нелинейных задач теплопроводности, содержащее R-сетку, каждый внутренний узел которой подключен к входу соответствующего нелинейного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно содержи по числу узлов

R-сетки блоки памяти, сумматоры, блоки

8817 сравнения, управляемые резисторы, два эталонных резистора на каждый узел, интеграторы, два дифференциальных усилителя на каждый узел, два блока деления на каждый узел, причем каждый внутренний узел R-сетки соединен с входом соответствующего блока памяти, выход которого подключен к первому входу соответствующего сумматора и первому входу соответствующего перво- о го блока деления, выход которого соединен с первым входом соответствующего блока сравнения, выход которого через соответствующий интегратор подключен к управляющему входу соответствующего управляемого резистора, первый выход которого соединен с соответствующим внутренним узлом R-сетки, с вторым входом соответствующего сумматора и первым входом соответствующего второго блока деления, выход которого подключен ко второму входу соответствующего блока сравнения, выход сумматора соединен с первым входом соответствующего первого дифферен. р циального усилителя и первым выходом соответствующего первого эталонного

82 6 резистора, второй ьыход которого соединен со вторым выходом соответствую" щего управляемого резистора и вторым входом соответствующего первого дифференциального усилителя, выход кото" рого подключен ко второму входу соответствующего первого блока деления, выход соответствующего нелинейного элемента соединен с первым входом соответствующего второго дифференциального усилителя и с первым выходом соответствующего второго эталонного резистора, второй выход которого под" ключен к шине нулевого потенциала и ко второму входу соответствующего второго дифференциального усилителя, выход которого соединен со вторым входом соответствующего второго блока деления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 174383, кл, G 06o G 7156 1965.

2. Авторское свидетельство CCCP

N 492890, кл. G 06 G 7/56, 1975 (прототип) .

881782

4- f

Составитель Л. Терехов

Техред М,Голинка Корректор М. Коста

Редактор Н. Ромжа филиал Ilnll "Патент",r. Ужгорпд, ул. Проектная, 4

Заказ 9976/75 Тирам 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, I-35, Раушская наб,, д, 4/5