Page 97 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 Vol. 42, No. 1
2023 年 1 月 Journal of Applied Acoustics January, 2023

⋄ 研究报告 ⋄

三维声传播模型BELLHOP3D的信息传递

接口并行优化 ∗

周益清 1,2 骆文于 1,2† 吴双林 1,2

(1 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)

摘要： 近些年，我国对海洋不断深入的探索对复杂环境中声场的快速预报提出了越来越高的需求。
BELLHOP3D 是一种基于射线法的三维声传播计算模型，在海洋声学中应用十分广泛。BELLHOP3D 的计算
效率比其他常用模型高，但是仍然有非常大的提升空间。该文使用信息传递接口对 BELLHOP3D 进行粗粒度
的并行优化，并行后的程序计算结果稳定可靠，并行效率高，更适合在实际应用中实现快速的声场预报。并行
BELLHOP3D 程序可以在 https://github.com/nj-zyq/BELLHOP3D_MPI.git 下载。
关键词：海洋声学；水下声传播；射线法；BELLHOP3D；信息传递接口并行
中图法分类号: P733.21+5 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2023)01-0093-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2023.01.012

Message passing interface parallel optimization of 3D sound propagation

model BELLHOP3D

ZHOU Yiqing 1,2 LUO Wenyu 1,2 WU Shuanglin 1,2

(1 State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: In recent years, with the development of marine science in China, there is more and more demand
for the rapid prediction of sound field in complex environment. BELLHOP3D is a sound propagation cal-
culation model based on the ray method, which is widely used in ocean acoustics. BELLHOP3D has higher
computational efficiency than other commonly used models, but it is still possible to improve its efficiency. In
this paper, the coarse-grained parallel optimization of BELLHOP3D is carried out by using message passing
interface (MPI). The results calculated by parallel program are stable and reliable, and the parallel efficiency is
high, which is more suitable for realizing fast sound field prediction in practical application. Code is available
at https://github.com/nj-zyq/BELLHOP3D_MPI.git.
Keywords: Ocean acoustics; Underwater sound propagation; Ray method; BELLHOP3D; Message passing
interface

2021-12-01 收稿; 2022-03-16 定稿
国家重点研发计划项目 (2018YFC0308600), 国家自然科学基金项目 (11774374)
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作者简介: 周益清 (1996– ), 女, 宁夏银川人, 博士研究生, 研究方向: 水声物理。
† 通信作者 E-mail: lwy@mail.ioa.ac.cn