Устройство для моделирования многомерных диффузионных процессов

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 06g 7/48

Заявлено 03. IX.1971 (¹ 1695761/18"24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.1Ч.1973. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 27.Ч1.1973

Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров

СССР

УДК 681 ЗЗЗ(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

А. А. Бобров и П. А. Мороз

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОМЕРНЪ|Х

ДИФФУЗИОННЪ|Х ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Вычислительное устройство предназначено для моделирования диффузионных процессов, соответствующих самосопряженному производящему оператору, и может быть использовано при решении краевых задач для дифференциальных уравнений в частных производных методом Монте-Карло.

В настоящее время для моделирования многомерных диффузионных процессов используются либо аналоговые вычислительные машины (АВМ), обеспечивающие реализацию непрерывного блуждания, либо цифровые ЦВМ.

Применяемые АВМ достаточно сложны и требуют значительных затрат на регулировку и настройку аналоговых элементов и имеют ограниченную вычислительную способность при решении практических задач со сложной формой области.

При использовании ЦВМ трудно обеспечить высокое быстродействие и возникают проблемы в связи с использованием непрерывного процесса блуждания вероятностных переходов от узла к узлу в координатной решетке.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности моделирования непрерывных многомерных диффузионных процессов при простоте задания исходных данных для повышения точности решения краевых задач.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом вычислительном устройстве источники

5 шума соединены со входами преобразователей напряжения в частоту импульсов, подключенных через реверсивные счетчики-делители к первому входу счетчиков координатной выборки, второй вход которых соединен с бло10 ком управления, а выход счетчиков координатной выборки через запоминающий блок соединен с блоком управления, подключенным к реверсивным счетчикам-делителям.

Сущность изобретения поясняется черте15 жом, на котором изображена блок-схема устройства для решения двумерных задач.

Вычислительное устройство содержит на каждую координату источник 1 «белого» шума с необходимым спектром, преобразователь 2

20 напряжения в частоту импульсов, реверсивный счетчик-делитель 8 с переменным (управляемым) коэффициентом деления, счетчик 4 координатной выборки, запоминающий блок б с координатной выборкой в блок б управле25 ния и обработки. Результаты решения выводятся с блока обработки 6 в необходимой форме.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы от преобразователя 2 с часто30 той, определяемой значением случайного сиг377808

Составитель Е. Тимохина

Корректор Н. Стельмах

Техред Г. Двсрииа

Редактор Б. Нанкииа

Заказ 1730/14 Изд. М 1392 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 нала, поступают на входы реверсивного счетчика-делителя 8, коэффициент деления которого определяется значением коэффициента диффузии в соответствующей подобласти, задаваемым из запоминающего блока 5. Режим работы счетчиков-делителей 8 и 4 («сложение» или «вычитание») определяется полярностью случайного сигнала.

При появлении импульса на выходе делителя происходит изменение на единицу содержимого соответствующего счетчика 4 координатной выборки, выходной код которого определяет одну из координат выбираемой ячейки памяти блока 5, содержащего значения коэффициентов диффузии для подобластей (ячеек) области определения задачи, ограниченных линиями, определяемыми координатами ячеек блока 5, номера ячеек, информацию о принадлежности их к границам области с признаками вида задаваемых граничных условий и, при необходимости, значения не равных нулю правых частей производящих операторов.

Результаты решения обрабатываются в блоке обработки б и выдаются для использования, Блок б управления и обработки осуществляет выбор начальных точек блуждания и управление работой других блоков.

Так как блуждание осуществляется не по фиксированным точкам области, то модулируется непрерывный диффузионный процесс, что обеспечивает высокую скорость и точность решения, несмотря на использование дискретных блоков (отметим, что реализация непрерывного блуждания при спектре «белого» шума 1 мггц эквивалентна по быстродействию дискретному блужданию, реализуемому

5 на ЦВМ с быстродействием более 10 операций в секунду) . дополнительным преимуществом предлагаемого устройства являются его относительно невысокая стоимость и малые габариты.

10 Для решения практической задачи в запоминающее устройство заносят исходные данные в виде значений коэффициентов диффузии по подобластям со всей необходимой дополнительной информацией.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования многомерных диффузионных процессов, содержащее источники шума, преобразователи напряжения

20 в частоту импульсов, реверсивные счетчикиделители, счетчики координатной выборки, запоминающий блок и блок управления, отличаюи4ееся тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия устройства, в нем

25 источники шума соединены со входами преобразователей напряжения в частоту импульсов, годключенных через реверсивные счетчикиделители к первому входу счетчиков коордичатной выборки, второй вход которых соеди30 нен с блоком управления, а выход счетчиков координатной выборки через запоминающий блок соединен с блоком управления, подключенным к реверсивным счетчикам-делителям,