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第 38 卷 第 1 期 Vol. 38, No. 1
2019 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2019

⋄ 研究报告 ⋄

射线模型Bellhop的并行化处理

张朝金 1,2,3 孙炳文 1,2†

(1 中国科学院水声环境特性重点实验室 北京 100190)

(2 中国科学院声学研究所 北京 100190)
(3 中国科学院大学 北京 100049)

摘要 射线模型是声场计算时常用的模型之一，为了使射线模型 Bellhop 实现对声场的快速计算，该文基于
Bellhop 传播模型的 C++ 版本 BellhopC 开发了并行化射线模型 BellhopMP。在并行的处理过程中，结合高斯
射线理论，利用多线程技术，建立稳定可靠的并行模型，实现快速声场预报。文章通过仿真实验验证了该模
型计算声场的准确性，并通过典型海洋波导下的声传播问题对其并行计算性能进行了测试。结果表明使用
BellhopMP 能够大幅度提高计算速度，有效解决深海远程等长时间声场计算问题，并且串行所需的计算时间
越长，并行效率越高。
关键词 高斯射线，声场计算，Bellhop，并行效率
中图法分类号: P733.21+5 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2019)01-0001-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2019.01.001

Parallel computation of sound field based on beam tracing model Bellhop

ZHANG Chaojin 1,2,3 SUN Bingwen 1,2

(1 Key Laboratory of Underwater Acoustic Environment, Beijing 100190, China)
(2 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract Bellhop is a beam tracing model for simulating acoustic fields in ocean environments. In order to
accelerate the long-range sound filed simulation, taking advantage of the computing ability of multi-core pro-
cessor, a parallelized model called BellhopMP (Bellhop multi process) is developed based on BellhopC, a C++
version of Bellhop. Fast prediction of sound field can be implemented with the parallel model BellhopMP based
on Gaussian beam tracing theory and multithread technology. BellhopMP is tested by numerical simulations
in typical ocean waveguide, and the results indicate that BellhopMP has high parallel efficiency, especially
when serial computation takes longer time.
Key words Gaussian beam, Sound field calculation, Bellhop, Parallel efficiency

2018-04-18 收稿; 2018-09-04 定稿
作者简介: 张朝金 (1993- ), 女, 河北邢台人, 博士研究生, 研究方向: 水声物理。
† 通讯作者 E-mail: sunbingwen@mail.ioa.ac.cn