Устройство для моделирования двухмерных полей Советский патент 1976 года по МПК G06G7/48 

(54) УСТРОЙСТЮ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХМЕРНЫХ ПОЛЕЙ

koBBOflOB создают Б воздушной полости модели плоско-параллельное магнитное поле, функция потока которого удовлетворяет моделируемому уравнению Пуассона.

Действительно, в соответствии с первым уравнением Максвелла

potB XJob -t)

где В - магнитная индукция, Л о - магнитная постоянная, j - плотность тока, вокруг каждого проводника токоввода существует циркуляция вектора

,

t2) где D - ток, текущий в проводнике токоdE - элемент контура интегрирования. Один ТОКОВВОД обслуживает некоторую площадь д5, и средняя величина плотности тока равна Вводя функцию потока Ф вектора Б с отношениями ь эу и подставляя уравнения (3) и (4) в равенство { 1), получим При заданной величине площадок Д5 величина тока моделирует правую часть уравнения Пуассона. . В отличие от известных случаев моделирования уравнения Пуассона с помощью потенциальных электрических полей в рассматриваемом варианте применяется вихревое магнитное поле, что позволяет моделироват вихревые векторные поля на основе прямой математической аналогии. Измерение магнитного поля в воздушном зазоре модели осуществляется индукционными датчиками, расположенными на токовводах внутри модели. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для моделирования двухм ных полей; на фиг. 2 - элемент модели; на фиг. 3 - блок-схема измерительного узла. Модель 1 исследуемой области содержит две параллельные пластины 2 и 3 из материала с высокой электропроводностью с воз душным зазором меж,ду ними и вертикально

расположенную пластину 4, вьтолненную в 60 полей.

форме конкретной исследуемой области. Причем пластина 2 выполнена съемной, что необходимо для изменения границы исследуемой области. Токоввод 5 соединяется с пл,астиной 2 при помощи зажимного контакта

6,а от пластины 3 он изолирован втулкой:

7,Проводники токоввода 8 соединяются с пластиной 3 при помощи пайки. Питалие модели 1 осуществляется от блока питания

9 ультразвуковой частоты.

Измерительный блок 10 устройства содержит измерительный узел 11 с выходом на цифропечатающее устройство 12. Измерение магнитного поля осуществляется спе-ииальньми индукционными датчиками 13, расположенными на токовводах 5 внутри модели 1 и подключенными к измерительному узл;у- 11 через коммутатор 14„ При этом составляющие магнитной индукции Б и By измеряются соэтветственно обмотками 15, 16 индукционного латчижа 13 Измерительный узел 11 устройства представляет собой (см,фиг, 3) фазочувствителэ гую схему, состоящую из усилителя 17, фазового детектора 18, фазовращателя 19 опорногонапряжения, снимаемого с блока питания 9, цифрового вольтметра 20 с выходом на цифропечатающее устройство 12. При решении задачи по исследуемой области модели 1 путем принудительного задания токов с помощью блока гштаяия 9 ре ализуется требуемое распределение токов, определяемое правой частью моделируемого уравнения Пуассона. Затем индукционные датчики 13 поочередно с помощью коммута тора 14 подключаюах;я к усилителю 17 измерительного узла 11. Усиленный сигнал с обмоток 15 и 16 подается на вход фазового детектора 18, постоянное напряжение на выходе которого пропорционально координатным составляющим В, м By вектора магнитной индукции, что соответствует производным по направлению от моделируемой функ™ии V- . удовлетворяющей уравнению Пуассона. Это постоянное напряжение регистрируется цяфровы1 1 вольтметром 20. 1раничные условия V const выполняются в модели 1 автоматически при любой форме моделируемой . Предлагаемое устройство сокращает трудоемкость при решении задач, связанных с отыскиванием оптимального строешш поля в реальных аэрогидродинамическнх, теплотех- .нических, кеханических и других конструкциях и устройствах, и повышает производительность работ по расчету физических