Устройство для задания граничных условий четвертого рода Советский патент 1982 года по МПК G06G7/44 

Изобретение относится к электроаналоговому моделированию и может найти применение при решении разли ных задач теории поля методом модел рования (задач по гидромеханике, теории теплопроводности, теории уп гости , диффузии, фильтрации и т.д. в области мелиорации, водоснабжения, региональной гидрогеологии, т лотехнике, строительстве и других областях. Потоки подземных вод имеют различные виды границ, которые могут быть естественными и .искусственными , проницаемыми и непроницаемыми, I внутренними и внешними. Влияние границ и граничных условий существенным образом отражается на гидро динамических особенностях потоков. .На этих границах в зависимости от характера движения подземных потоков могут существовать различные граничные условия. Граничные условия первого рода задаются в виде значений напора или закономерности его изменения (t), Граничные ус-, ловия второго рода обычно характери зуются расходом потока (t). Граничные условия третьего рода выражают линейную зависимость расхода от разности напоров я К0/т0(Н.-Н,2) . На границах сочленения двух неоднородных по проницаемости водоносных пластов имеет место граничное условие четвертого рода, которое выражает условие неразрывности напоров и потоков. Его можно представить в виде .iTTiH e mH 1-0 - Запись z.г д0значает, что функция рассматривается на границе со стороны первого слоя, при , а , значит, что - граница рассматривается со стороны второго слоя.

Условия (1 ) охватывают большое число частных случаев. Они учитывают перетекание между слоями, напорное подпитывание из соседнего водоносного слоя через слабопроницаемую прослойку или из сяабопроницаемого подстилающего слоя бесконечной мощности.

Известно устройство для задания граничных условий, содержащее электропроводную бумагу, электроды и источник питания Cl 3.

Недостатком устройства яапяется невозможность задания граничных .й четвертого рода.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для задания граничных уелоВИЙ, включающее в себя модель из электропроводной бумаги разных сортов, склеенных по границе, блок питания и приборы для измерения токов и ндлРяжений tZ.

Недостатками известного устройств являются невозможность замера (контроля) силы тока, протекающего через склеенную rpaHMi yj значительные деформации поля в зоне наложения листо друг на друга, сложность и неудобство склеивания границ сложной конфигурации, невозможность повторОного использования данной модели при варьировании различным соотношением удельных сопротивлений моделируемых пластов; необходимость изготовления специального электропроводного клея с определенным удельным сопротивлением; электропроводный клей вносит дополнительные погрешности в процессе моделирования в самой зоне склеивания и вблизи ее; эксперимент можно проводить только после полного высыхания клея.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для задания граничных условий четвертого рода, содержащем модель из электропроводной бумаги, выполненную в виде двух пластин с различным удельным сопротивлением, подключенных к источнику питания, две пластины с различным удел ным сопротивлением установлены между верхней и нижней прижимными диэлектрическими пластинами, жестко скрепленными между собой, причем верхняя прижимная диэлектрическая пл-астина охватывается по периметру раздвижными металлическими скобами, подключенными к выходу.устройства.

На чертеже изображена схема устройства для задания граничных условий четвертого рода.

Устройство, которое реализует задание граничных- условий четвертого рода, имеет прижимные нижнюю диэлектрическую пластину 1, верхнюю диэлектрическую пластину 2 с раздвижными металлическими скобами 3. Обе пластины жестко скреплены прижи14ными винтами 4. На нижней пластине расположена модель 5 из электропроводной бумаги, выполненная в виде двух пластин с различным удельным сопротивлением, между которыми имеется зазор 6. Скобы выполнены таким образом что возможно через их отводы 7 за- мерять силу электрического тока амперметром 8.

Устройство работает следующим образом.

Для задания граничных условий на нижнюю пластину 1 накладывают модель 5 из двух, пластин с различным удельным сопротивлением, которые не должны соприкасаться. Затем на эту границу в соответствии с ее сложной конфигурацией в плане накладывают верхнюю пластину 2 со скобами 3, которые с помощью прижимных винтов ц надежно прикручивают к нижней пластине 1, те самым осуществляя контакт скоб 3 с моделью 5. При подключении модели 5 к источнику 9 питания с помощью коммутационных проводов 10 и шин 11 на моделируемой границе реализуется граничное условие четвертого рода

Использование изобретения позволит по сравнению с известным устройством осуществлять контроль за силой тока, протекающего через различные, участки моделируемой границы, сократить время на проведение эксперимента, увеличить точность получаемых результатов, многократно использовать всю модель или ее отдельные части.

Формула изобретения

Устройство для задания граничных условий четвертого рода, содержащее модель из электропроводной бумаги, выполненную в виде двух пластин с различным удельным сопротивлением, подключенных к источнику питания. отли чающееся тем, что, с; целью повышения точности, в нем две пластины с различным удельным сопротивлением установлены между верхней и нижней прижимными диэлектрическими пластинами, жестко скрепленными между собой, причем верхняя прижимная диэлектрическая пластина охватывается по периметру раз движными металлическими скобами, подключенными к выходу устройства. 4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Карплюс У. Моделирую цие устройства для решения задач теории поля. М., Иностранная литература, 1962, с. 160. 2,Фильчаков П.Ф. и Панчишин В.И. Интеграторы ЭГДА. Моделирование потенциальных полей на электропроводной бумаге. Киев, изд-во АН УССР. 1961, с. 22 (прототип).