Устройство для решения уравнений математической физики Советский патент 1990 года по МПК G06E3/00 

Изобретение относится к цифроана- логовым вычислительным средствам с применением элементов оптоэлектрони- ки и может быть использовано для решения широкого класса задач математической физики.

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема узлового элемента.

Устройство содержит три сетки фоторезисторов 1,,2,з состоящих из узла токозадающих резисторов 1 ; 1 , узла оптоэлектронных ключей 2;, каждый из которых состоит из первой , второй 2;2 и третьей 2;3 групп оптоэлектронных ключей, оптически связанных с соответствующим участком экрана 3 соответствующей электроннолучевой трубки 4, информационный вход которой подключен к соответствующему выходу блока задания начальных и граничных условий и значений нелинейных функций 5.

Устройство работает следующим образом.

Для примера рассмотрим решение уравнения изотропного переноса для двумерной области

4-тг 4-

сл го

С5

сд

-f(r,z),

(1)

где Cf(r,z) - моделируемая функция в системе координат г,z;

параметры моделируемой

среды;

f(r,z) - функция источника; Го для плоской геометрии; 11- для цилиндрической гео- (. метрии.

Уравнение (1) можно привести к следугацему конечно-разностному уравнению

t

Puy/4 L.e- ft -pf-v, Tf(.,e)-p.(f;e

(2)

ur.N

/V

Vv.e

коэффициентов с точностью до первого порядка малости име20

-llr-Xi („,,,

2.

();

:r K

Гг-;;-

где

k,e .e

1

Таким образом, конечно-разностное уравнение (2) при условии (3) имеет первый порядок аппроксимации и второй интегральный порядок точности и может быть приведено к вчду

,- K.4 k,e+,-

ik..M- -fk,e ; ()

W -f k4v/45 . ( ,. H,e-K; / kJ i.

k.e

м k.e ,c i(.e

e(

+ i.../r ::; fb

k,e

Уравнение (4) решается на электрической части устройства, а значения межузловых параметров (5) и топология моделирующей структуры задаются блоком 5 в соответствии с данными исходных массивов начальных значений а затем при решении нелинейных задач эти значения вычисляются в процессе итераций. Начальные значения задают- ся массивом начальных значений (в

10

оадаются также значения предельных величин CJ , при которых происходят

с

Q

15

20

25

30

jc

40

45

50

фазовые переходы и изменяется структура моделирующей среды,

В соответствии с типом и условиями решаемой задачи производится подбор блоков фрторезисторов и программа блока 5.

Подготовительный режим работы устройства заключается в занесении в блок 5 исходных данных для задания структуры и параметров модели-сетки, а также последовательность опроса получаемых решений. Затем в соответствии с этими значениями производится кодировка выходных сигналов и запись их в память блока 5. Из памяти осуществляется периодическое считывание информации и эти кодовые сигналы трансформируются в оптические кодовые сигналы в виде светящихся точек, высвечиваемых на экране 3. Один символ на экране, состоящий из матрицы 7x8 светящихся точек может одновременно нести информацию о числе включенных резисторов в узле 1 (32),числе соединений внутри узлов 2 (8),числе соединений между узлами и подключений к измерительным шинам (8),при этом типовой экран ЭЛТ обеспечивает задание параметров с матрицей 24x80.

Опрос узловых точек осуществляется изменением положения светящихся точек на экране 3, которые управляют работой оптоэлектронных ключей 2; 3, посредством которых узловые точки подключаются к шине выходных данных. По мере опроса в оперативной памяти блока 5 формируется массив решений для данного шага итерации, затем производится сравнение с предьвдущими и предельными значениями и при заданных отклонениях осуществляется пересчет параметров и изменение структуры моделируемой среды.

Формула изобретения

Устройство для решения уравнений математической физики, содержащее сетку фоторезисторов, сетку фоторе- зисторор нулевой привязки, сетку фоторезисторов квазиисточников, блок задания начальных и граничных условий и значений нелинейных функций и блок регистрации, а также три электронно-лучевых трубки, причем информационный вход каждой электронно-лучевой трубки подключен к соответствующему выходу блока задания

Изобретение относится к области аналоговой и цифроаналоговой вычислительной техники и может быть использовано для решения широкого класса задач математической физики. Цель изобретения - повышение точности и расширение класса решаемых задач за счет изменения структуры моделируемой среды. Цель достигается путем применения в модели-сетке дискретных резисторов, управление соединений между которыми, а также между узлами, источниками и опросом на выходную шину осуществляется с помощью оптоэлектронных ключей, управляемых с экрана телевизионного монитора по заданию с ЦВМ. 2 ил.

Фиг. /

сэ сэ

V

иД

2t.J , Von

Фаг. 2

III

2i.7

т

MJ