Изобретение относится к области вычислительной техники.
Известны устройства для решения задачи нестационарной теплопроводности, содержащие одномерную сетку проводимостей для моделирования коэффициентов при производных заданного уравнения по пространственным координатам и времени, блок задания граничных условий и подключенные к узлам сетки проводимостей усилители постоянного тока с конденсаторами и ключами в цепях обратных связей.
Недостаток известных устройств заключается в том, что при решении многомерных задач значительно увеличивается количество моделирующих проводимостей, усилителей постоянного тока, конденсаторов, ключей, а также размеры устройства задания граничных условий и потребления им мощности.
Цель изобретения - упрощение схемы устройства при решении многомерных задач.
Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит конденсаторы перезаписи результатов решения вдоль строки или столбца на очередном временном шаге на конденсаторы в цепях обратных связей усилителей постоянного тока, причем зажимы конденсаторов перезаписи через трехпозиционные ключи подключены к заземленной шине, ко входам усилителей постоянного тока и к узлам одномерной сетки проводимостей, которые по одному из координатных направлений соединены через ключи в замкнутую цепь, подключенную в местах соединения проводимостей через
группу ключей и дополнительную проводимость к выходу блока граничных условий. На чертеже приведена схема устройства. Устройство состоит из одномерной сетки проводимостей / для моделирования коэффициентов заданного многомерного уравнения нри производных по одной из пространственных координат, проводимостей 2 для моделирования коэффициента при производной но времени, усилителей 3 ностоянного тока для
записи и считывания напряжений, групп запоминающих конденсаторов 4 для хранения результатов решения по всей области на предыдущем временном шаге, ключей 5 для подключения конденсаторов к усилителям, конденсаторов 6 для перезаписи полученного решения вдоль строки (столбца) исходной области на очередном временном шаге на конденсаторы в цепях обратной связи усилителей, трехпозицпонных ключей 7 для подключения одного конца конденсатора перезаписи к узловым точкам сетки и земле, а другого - ко входам усилителей 3 ностоянного тока и также земле, ;слючей 8 для разряда конденсаторов в цепях обратной связи усилителей 3, ключей. 9 для зачей 10 для подключения точек соединении проводнмостей к блоку // задания граничных условий.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом решения конденсаторы 4 заряжаются до некоторых напряжений, моделирующих начальное раснределение функции в заданной многомерной области.
Затем конденсаторы 4, соответствующие узловым точкам нервой строки и раснололсенные обязательно в разных груииах, подключаются к усилнтелям 5 и с них считываются напряжения через проводимости 2 в узловые точки сетки. Одновременно с помощью ключей 9 и 10 формируется цепь, моделирующая исходное многомерное уравнение вдоль этой же строки, к граничным точкам которой подключается устройство задания граничных условий.
Полученное решение на строке записывается на конденсаторы 6, нодключенные через на--ходящиеся в положении а ключи 7 к узловым тЛКам сетки одним концом, а другим - к земле.- После того, как конденсаторы 6 зарядились, ключи 7 переключаются в нейтральное положение, а .ключи-5 замыкаются, разрядная конденсаторы 4, ранее подключенные к усилителям и хранящие начальные значения искомой функции на первой строке.
Далее ключи 7 переключаются в положение в, и с конденсаторов 6 решение перепись вается на уже разрядившиеся конденсаторы 4.
Аналогично протекает процесс решения относительно неизвестных на второй строке, третьей и т. д. пока не будет пройдена вся заданная область и все результаты первого временного шага не будут записаны на конденсаторы 4 вместо начального распределения функции.
Следующий шаг по времени выполняется уже вдоль другого координатного нанряжения.
Полная же аппроксимация исходного многомерного дифференциального уравнения достигается после обхода области по всем направлениям. Например, при решении двумерной задачи каждый второй шаг во времени является исходной дифференциального уравнения, тогда как остальные являются вспомогательными.
Предмет изобретения
Устройство для решения задачи нестационарной теплопроводности, содержащее одномерную сетку проводимостей для моделирования коэффициентов при производных заданного уравнения но пространственным координатам и времени, блок задания граничных условий и подключенные к узлам сетки проводимостей усилители постоянного тока с конденсаторами и ключами в цепях обратных связей, отличающееся тем, что, с целью упрощения схемы нри рещении многомерных задач, оно содержит конденсаторы перезаписи результатов решения вдоль строки (столбца) на очередном временном шаге на конденсаторы в цепях обратных связей усилителей постоянного тока, причем зажимы конденсаторов перезаписи через трехпозиционные ключи подключены к заземленной шине, ко входам усилителей и к узлам одномерной сетки проводимостей, которые по одному из координатных направлений соединены через ключи в замкнутую цепь, подключенную в местах соединения проводимостей через группу ключей и дополнительную проводимость к выходу блока задапия граничных условий.
