SU373735A1 - Устройство для моделирования задач теплопроводности - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть .использовано при конструировании и разработке специализированных устройств, предназначенных дл  реатепи  двумерного уравнени  теплопроводности методом дискретизации пространства.

Известными специализированными устройствами , позвол ющими решать уравнение теплопроводности методом дискретизации пространства ,  вл ютс  аналоговые вычислительные машины (АВМ).

Однако эти устройства имеют суш.ествеииый недостаток - низкую точность вычислений. Устранение этого недостатка путем создани  гибридных вычислительных систем св зано с известными трудност ми согласовани  двух форм представлени  информации. В св зи с этим возникает необходимость построени  специализированиых устройств дискретного действи  дл  решени  дифференциальных уравнений в частных производных, в частности двумерного уравнени  теплопроводности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности решени  двумерного уравнени  теплопроводности методом полной дискретизации пространства по сравнению с точиостью решени  этого уравнени  тем же методом на АВАА. Эта цель достигаетс  путем построени  цифровой интегрирующей  чейки, предназначенной дл  интегрировани  уравнени  в точке

(/, /) полностью дискретизированпого пространства .

Схема  чейки приведена на чертеже.

Последовательно-параллельный регистр 1 соедин етс  с двум  входами 6-ти входового комбинационного сумматора 2 через блок 3 вентилей умнол ени , состо щих из трех двухвходовых вентилей и одного преобразовател  кода, мен ющего знак со/чержимого регистра /, (L-2)-ые разр ды регистра /, а также последовательно-параллельного регистра- (L-длина разр дной сетки регистров) соедин ютс  с блоком 3 вентилей умножени , выходы которого через блоки 5 и 6 шаговой перекоммутации соединены с выходными клеммами 7, 8, 9 и 10 устройства.

Каждый блок 5, 6 шаговой коммутации состоит из четырех двухвходовых вентилей. Выход сумматора 2 соедин етс  со входом регистра /. На четыре входа сумматора 2 информаци  со входных клемм 11 устройства поступает извне через блок 12 ввода, состо щий из четырех двухвходовых схем сборки. Выход регистра 4 замыкаетс  на свой вход. Между регистрами cynj,ecTByeT параллельна  св зь. На входе регистра / стоит двухвходова  схема сборки.

Рассмотрим работу  чейки.

В регистре / находитс  значение функции на n+ - слое С/ 2 .В процессе итераций это значение уточн етс  до тех нор, нока не будет 1,1I1 V , «+- , - е, где 8 - UK + - Ut, выполн тьс  точность решени . Количество итераций, необходимых дл  выполнени  этого услови , счи- 10 1 таетс  заданным. Точное значение U даетс  параллельно в регистр 4 по сигналу со входа 13, где находитс  в течение времени, не- 15 обходимого дл  вычислени  функции на следующем полушаге со значением функции

и . Граничные или начальные данные входа 13 занос тс  в регистр / до начала вычислений .

Умножение содерл имого регистров /, 4 осуществл етс  путем съема информации с (I-2)-ых разр дов регистров (L - длина разр дной сетки) с носледующим выделением L разр дов в блоке 3 вентилей умножени  при помощи сигнала со входа 14.

373735 5 выУстройство дл  моделировани  задач теплопроводности , содержащее блок ввода, соединенный с сумматором, и блок умножени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности решени , оно содержит два последовательно-параллельных регистра, подсоединенных выходами к блокам умножени , и блоки шаговой коммутации, входы которых подключены к блоку умножени , соединенному с сумматором , выход которого соединен со входом одного из регистров. Блоки 5 и 6 служат дл  нерекоммутации выходов 7-10 устройства носле окончани  полушага интегрировани . Это св зано с тем, что на четных и нечетных полушагах  чейки коммутируютс  между собой по-разному. Перекоммутаци  осуществл етс  путем подачи в первом полушаге сигнала со входа 15 на два вентил  блоков 5 и 5, шаговой коммутации, сигнала со входа 16 на два других вентил  блоков 5 н во втором полушаге. При этом сигналы на входах 15 и 16 наход тс  в противофазе . Информаци  со входов II, 17 поступает извне через блок ввода 12 на сумматор 2, где суммируетс  с информацией, идущей из блока 3 вентилей умножени , Пред мет Изобретени