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第 38 卷 第 1 期                  张朝金等: 射线模型 Bellhop 的并行化处理                                       5


                    0                                                  2.5
                    1
                                                                       2.0
                    2
                  ງए/km  3                                           ஝૶ག˔஝/T10 5  1.5

                    4                                                  1.0
                    5
                                                                       0.5
                    6
                    1500 1510 1520 1530 1540 1550 1560 1570
                                                                        0
                                ܦᤴ/(mSs  -1 )                              -0.2  -0.1    0      0.1   0.2
                                                                                  ͜୧૯ܿᄊࣀप/dB
                           图 4  Munk 声速剖面
                                                                         (a) Bellhopᄱࠫ̆BellhopMPፇ౧ᄊឨࣀѬ࣋
                      Fig. 4 Munk sound speed profile
                                                                       2.5
                                                   100                 2.0
                   0.5
                   1.0                             90                  1.5
                   1.5                             80                ஝૶ག˔஝/T10 5
                 ງए/km  2.5                        70  ͜୧૯ܿ/dB         1.0
                   2.0
                   3.0
                                                                       0.5
                   3.5
                   4.0                             60                   0
                                                                           -0.2  -0.1    0      0.1   0.2
                   4.5
                                                                                  ͜୧૯ܿᄊࣀप/dB
                                                   50
                     0    20   40   60   80   100                        (b) BellhopCᄱࠫ̆BellhopMPፇ౧ᄊឨࣀѬ࣋
                                ᡰሏ/km
                                                                  图 6  深海情况下不同版本 Bellhop 模型的声场计
                              (a) Bellhop
                                                                  算结果误差分布
                                                   100
                   0.5                                            Fig. 6 The error distribution of different versions
                   1.0                             90             of Bellhop in deep water
                   1.5
                   2.0
                  ງए/km  2.5                       80  ͜୧૯ܿ/dB  BellhopC 计算结果一致,误差的产生是由于浮点数
                                                                   数值计算的结果显示 BellhopMP 与 Bellhop、
                                                   70
                   3.0
                   3.5                                         的表示及累积误差,对声场计算的精度没有影响,这
                   4.0                             60
                                                               验证了 BellhopMP 计算的准确性。同时,由浅海和
                   4.5
                                                   50          深海环境下的声场计算结果可以看出,基于高斯波
                     0    20   40   60   80   100
                                ᡰሏ/km                          束的射线模型可有效实现水下声场的计算,在浅海
                              (b) BellhopC
                                                               中声线相互干涉从而体现简正波传播特征,而在深
                                                   100
                   0.5                                         海中可有效给出声影区和会聚区的声场值。
                   1.0                             90
                   1.5                             80          3 并行效率
                   2.0
                  ງए/km  2.5                       70  ͜୧૯ܿ/dB     本文使用Intel(R) Core(TM) i7-4770K CPU@
                   3.0
                   3.5
                                                               3.50 GHz 和 Intel(R) Xeon(R) CPU E3-1505M
                   4.0                             60
                                                               v6@3.00 GHz 两种 CPU 进行并行计算效能的测
                   4.5
                                                   50          试, 两种 CPU 都是 4 个核心, 在超线程技术的
                     0    20   40   60   80   100
                                ᡰሏ/km
                                                               支持下,可以进行 8 个线程的同时计算,以发挥
                              (c) BellhopMP
                                                               CPU的最大计算能力。操作系统均为Windows 10。
               图 5 深海情况下 Bellhop、BellhopC 与 BellhopMP
                                                               对于所有算例分别使用 Bellhop、BellhopC、Bell-
               的声场计算结果
               Fig. 5 The sound field computed by Bellhop, Bell-  hopMP(依次设置线程数为 1∼8)、BellhopMP(默认
               hopC and BellhopMP in deep water                参数,使用全部可用的线程数) 计算 100 次,统计
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