УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/46 

Изобретение относится к электронным схемам задания граничных условий третьего рода с переменными во времени коэффициентами при решении краевых задач параболического тина на С-сетках, например нестационарной тепловой задачи при переменном коэффициенте теплоотдачи с граничной noBCipxно-сти.

Изменяющиеся коэффициенты могут зависеть как от заранее заданных переменных, так и от искомых функций.

Известна с.хема задания граничных условий третьего рода с переменными коэффиентами, в которой создаются вспомогательные напряжения с помощью функциональных преобразователей и блоков умножения.

Для реализации граничных условий типа (задача теплообмена)

дТ дп

d(T,,-r) -

где ГСР - температура с,реды;

Гп - тем-пература поверхности тела; d - коэффициент теплообмена; А,- коэффициент теплопроводности;

В данную точку моделирующей сетки необходимо задавать ток

(),

а

где Lfcp KaTcp, п КкТп, R Кк-,

зс

н и KR - коэффициенты масштабирования.

В указанной схеме вместе переменного сопротивления используется напряжение

и, К.у. К. KR .

Act

В этом случае требуемый ток выражается формулой

l (U,,--U,.

Недостатком данной схемы является большое количество аппаратуры: для каладой граничной точки сетки требуются отдельные блок умножения, блок суммирования и преобразователь напряжения в ток (управляемый стабилизатор тока). Коэффициент преобразования последнего меняется от задачи к задаче, т. е. должен быть переменным. Следовательно, при подготовке задач возникают дополнительные трудности, связанные с настройкой

Малая точность блоков умножения создает в каждой точке границы свою ошибку, что существенно нскажает геометрию решения. Так же сказывается различие в настройке нреобразователей. Кроме того, большое количество апнаратуры -снижает надежность схемы п затрудняет обслуживание.

Целью изобретения является разработка схемы задания граничных условий третьего рода, включающей минимум электронной апнаратуры, не требующей настройки в 1каждой точке н исключающей различ1;е грашгчных условнй в разных точках.

Предлагаемая схема отличается от известной принцииом формирования тока, задаваемого в граничные точки. 1ок течет через граиич1иое сонротивление RQ .под действием разности напряжения t/cp-Un. Для замыкания цепи тока используется управляемый диодный мост с незаземленным источником питания. При время-импульсной коммутации управляющего мостом напряжения ток равен

(). -/АО

где tn - длительность импульса нужной полярности;Т - нернод повторения импульсов.

С помощью схемы типа фантастрона вырабатываются коммутирующие импульсы, длительность которых пропорциональна величине L/,j, и, следовательно, пропорциональна а.

Все КЛЮЧИ коммутируются одним и тем же импульсом, поэтому изменение токов следует за изменением а ,во всех точках практически одинаково. Разница определяется величиной франтов и точностью подбора резисторов Ry, т. е. ошибка, которую она вызывает, значительно меньше, чем ошибка, возникающая изза блоков умножения. Так как диодный мост работает в ключевом режиме (попеременно то полностью открыт, то полностью закрыг), он не требует регулировки или настройки, что существенно упрощает решение задач с большим количеством граничных точек.

Па каждую точку требуется лишь один блок, содержащий диодный мост н источник иМПульсного напряжения, что повышает надежность всей системы по сравненню с описанной выше схемой.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема ключа.

При работе схемы импульсы стабилизированной частоты от генератора подаются на

фаитастрон 1, управляемый нанрялсением, нропорциональныл и . Способ образования CJ-j зависит от конкретной задачи. Имнульсы с фантастрона / управляе.юй длительности формируются триггером 2 и через выходной каокад 3 подаются на бло,ки коммутации граничных токов (ключи) 4.

Основной частью ключа является .;июдный мост 5 (фиг. 2), к упранляемым полюсам которого нодключены выход1л эмиттерных повторителей 6, усиливающих сигиалы с обоих выходов триггера 7. Последний создает }л1:пульсы с длительностью, равной длительности им.пульсов с фантастропа /, так как запускается их передними и задннми фронтами. Для однозначностн состояния триггера 7 его зануск разпонолярный. Пнтание ключа осуществляется от батарей 8. Для того чтобы коммутирующее напряжение не создавало паразит:ных токов в / С-сетке 9 через граничный резистор Ro 10 (фиг. 2), его источник не должен быть заземлен. При этом запуск триггера 7 осуществляется через разделительный трансформатор 11.

Частота следования управляющих импульсов I кгц. Это дает возможность моделировать процессы с частотами в нееколько десятков гц. Диапазон регулировки L, достаточно широк. С учетом пределов возможного изменения эффективное граничное сопротивление может меняться от 1 ком до сотен ком.

Предмет изобретения

1.Устройство для задания граничных условий третьего рода для решения задач математической физики, содержащее сетку и блок

коммутирования граничных токов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит последовательно соединенные фантастрон, триггер и выходной каскад, выход которого через

блок коммутирования подключен к сетке.

2.Устройство по 1И. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в нем блок ком лутирования граничных токов содержит диодный мост, эмиттерные повторители, триггер и соединенный с ним разделительный трансформатор, выходы триггера подключены ,ко входам эмиттерных повторителей, выходы которых соедипены с управляемыми полюсами диодного моста.

и,

ги

TU.

упр

ucni

6л