Устройство для решения нелинейныхзАдАч ТЕплОпРОВОдНОСТи Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназ начено для моделирования температур ных полей с учетом зависимости коэфф циента теплопроводности от температуры. Известны устройства для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащие модели, выполненные на сетках из резистйвных элементов, оми ческих резисторов, терморезисторов, фоторезисторов Clj. Сетки ,в этих устройствах являются самонастраивающимися так сопротивление резисторов устанавливается пропорциональным напряжению в узле, к которому они примыкают. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для моделирования нелинейных процессов Г2. Это устройство содержит источник светового излучения оптико-электронной пары, сетку из резистйвных элементов, усилители. Известное устройство обладает тем недостатком, что сопротивление фоторезистора устанавливается в зависимости от потенциала в одном из узлов, примыкающих к фоторезистору. Ъ то время как проводимость фоторезистора должна быть пропорциональна : полусумме потенциалов узлов, между которыми он включен. При использовании метода конечных разностей коэффициент теплопроводности медлу узлами -п и п+1 . f(n + V-t) Указанный недостаток приводит к снижению точности получаемых решений, кроме того, происходит .утечка тока в цепи, содержащей лампы накаливания, что также снижает точность моделирования. Цель изобретения - повыяение точности решения нелинейных задач теплопроводности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащее сетку фоторезисторов, каждый узел которой через соответствующий источник светового излучения первой группы соединен с общей шиной, ввецены усилители напряжения и вторая группа источников светового излучения, причем каждый|уэел сетки фоторезисторов соединен со входом соответствующего усилителя напряжения.

выход которого через соответствующий источник светового излучения второй группы соединен с тем же узлом сетки фрторезисторов.

На чертеже представлена блок-схема моделирующей среды для решения нелинейных задач теплопроводности.

Устройство содержит сетку фоторезисторов 1, узлы которой через источники светового излучения первой группы 2 соединены с общей шиной, а источники 3 светового излучения второй группы подключены между выходами усилителей 4 напряжения и соответствующими узло№ и сетки. Источники светового излучения выполнен в виде ламп накаливания.

Устройство работает следующим образом.

После включения: модели и подачи сигналов, моделирующих граничные условия, в узлах сетки фоторезисторов

1устанавливаются некоторые потенциалы, которые являются исходными для настройки моделирующей среды. Ток из узлов сетки через источники

2светового излучения уходит на общу шину, вызывая их свечение, управляю.щее фоторезисторами 1. Одновременно с этим сигнал из узла сетки поступает на вход усилителя 4 напряжения, где он удваивается, в результате чег через лампу 3 накгшивання, к которой приложено напряжение, равное потенциёшу данного узла , протекает ток, равный току, протекающему через лампу 2 накаливания, который вызывае свечение лампы 3, также управляющее фоторезистором 1. Вследствие того, что фоторезистор 1 меняет свою проводимость , изменяются потенциалы в узлах сетки и т.д. Регулирование происходит до тех пор, пока проводимост фоторезистора не станет пропорциональной полусумме потенциалов в узлах, между которыми включен фоторезистор.

Таким образом, выполнение устройства в соответствии с изобретением позволяет повысить точность решения нелинейных задач теплопроводности и улучшить самонастройку элементов моделирующей среды, так как проводимость фоторезистора оказываетсй пропорциональной полусумме напряжения в узлах, между которыми он расположен, а также потому, что ток, втекающий в узел через вторую лампу, равен току, вытекающему из узла через первую лампу (компенсация происходит за счет того, что лампы одинаковы, а усилитель напряжения вдвое увеличивает потенциал узла).

Формула изобретения

Устройство для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащее сетку фоторезисторов, каждый узел которой через соответствующий источник светового излучения первой группы соединен с общей шиной, о тличающееся тек, что, с , целью повышения точности, в него введены усилители напряжения и втора группа источников светового излуче1ния, причем каждый узел сетки фоторезисторов соединен со входом соответствующего усилителя напряжения, выхо которого через соответствующий источник светового излучения второй группы соединен с тем же узлом сетки фоторезисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мацевитый Ю. Н. Электрическое моделирование нелинейных задач технической теплофизики. К., Наукова Думка, 1977.

2.Авторское свидетельство- СССР № 437100, кл. G 06 G 7/48, 19-73 (прототип),