Page 8 - 201901

4 2019 年 1 月

Pekeris波导情况下，环境参数和几何参数为水中声
2 并行计算算例分析 速1500 m/s，海底为声速1590 m/s、密度1.2 g/cm 、
3
衰减 0.5 dB/λ 的液态半无限空间；海深 100 m，接
为了检验并行算法的准确性，实验过程中对
收距离 5 km，声源深度 50 m，频率 250 Hz。Bell-
Acoustic Toolbox 中多个算例使用 Bellhop、Bell-
hop、BellhopC 和 BellhopMP 声场计算的传播损失
hopC 和 BellhopMP 进行了计算分析，得到的结果
结果如图 2 所示，Bellhop 和 BellhopC 相对于 Bell-
基本一致，基本验证了并行射线程序 BellhopMP
hopMP 的计算结果误差分布 (x 轴为两者计算得到
的准确性和可靠性，文章中只列出了经典情况
的传播损失的差，y 轴对应该差值的个数) 如图 3
(calibB_gb 和 MunkB_Coh_gb) 下的结果。浅海
所示。

70 2.5
10
20 60 2.0
30
40 50 ஝૶ག˔஝/T10 4 1.5
ງए/m 50 40 ͜୧૯ܿ/dB 1.0
60
70
80 30 0.5
90
20 0
0 1 2 3 4 5 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
ᡰሏ/km
͜୧૯ܿᄊࣀप/dB
(a) Bellhop
(a) Bellhopᄱࠫ̆BellhopMPፇ౧ᄊឨࣀѬ࣋
70
2.5
10
20 60
30 2.0
ງए/m 40 50 ͜୧૯ܿ/dB ஝૶ག˔஝/T10 4 1.5
50
60 40
70 1.0
80 30
0.5
90
20
0 1 2 3 4 5 0
ᡰሏ/km -0.5 0 0.5 1.0
͜୧૯ܿᄊࣀप/dB
(b) BellhopC
(b) BellhopCᄱࠫ̆BellhopMPፇ౧ᄊឨࣀѬ࣋
70
图 3 Pekeris 波导情况下不同版本 Bellhop 模型的
10
20 60 声场计算结果误差分布
30 Fig. 3 The error distribution of different versions
40 50
ງए/m 50 40 ͜୧૯ܿ/dB of Bellhop in the Pekeris waveguide
60
70 典型深海 Munk 剖面情况下，声速剖面如图 4
80 30
90 所示，其他环境参数和几何参数为海底为声速
20 3
0 1 2 3 4 5 1600 m/s、密度 1.8 g/cm 、衰减 0.8 dB/λ 的液态
ᡰሏ/km
半无限空间；海深 5000 m，接收距离 100 km，声
(c) BellhopMP
源深度 1000 m，频率 50 Hz。Bellhop、BellhopC
图 2 Pekeris 波导情况下 Bellhop、BellhopC 与
和 BellhopMP 声场计算的传播损失结果如图 5 所
BellhopMP 的声场计算结果
Fig. 2 The sound field computed by Bellhop, Bell- 示，Bellhop 和 BellhopC 相对于 BellhopMP 的计算
hopC and BellhopMP in the Pekeris waveguide 结果误差分布如图6 所示。