Page 131 - 《应用声学》2023年第6期

第 42 卷 第 6 期 唐少杰等： 非均匀流体介质内部散射声场重建的逐层计算方法 1241

̮᠏Ѭ࣋ MoMᝠካፇ౧ ᤪࡏካขᝠካፇ౧

y (f1) 0.02 (f2) 0.02 (f3) 0.5600
0.4900
0.01 0.01 0.4200
(f) വی6 y 0 y 0 0.3500
0.2800
0.2100
-0.01 -0.01 0.1400
0.0700
-0.02 -0.02 0
x -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02
x x

y (g1) 0.02 (g2) 0.02 (g3) 1.7000
1.4880
0.01 0.01 1.2750
(g) വی7 y 0 y 0 1.0630
0.8500
0.6375
-0.01 -0.01 0.4250
0.2125
-0.02 -0.02 0
x -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02
x x

y 0.02 0.02
(h1) (h2) (h3) 1.3000
1.1380
0.01 0.01 0.9750
0.8125
(h) വی8 y 0 y 0 0.6500

0.4875
-0.01 -0.01 0.3250
0.1625
-0.02 -0.02 0
x -0.02 -0.01 0 0.01 0.02 -0.02 -0.01 0 0.01 0.02
x x
图 3 ROI 区域散射声压云图
Fig. 3 Scattered Sound Pressure Cloud Chart in ROI Area
表 2 MoM 与逐层算法求解一层时所形成矩阵 占用了 577 MB 内存；而采用逐层算法求解时，求解
规模与内存占用情况 域划分为 20 层，除最内层包含一个圆形单元外，其
Table 2 Matrix size and memory occupa- 余每层均仅包含 126 个矩形单元，一次运算时形成
tion of moment method and layer by layer 的矩阵规模为126 × 126，仅需存储及处理15,876个
algorithm when solving one layer
元素，生成并处理矩阵仅占用 20 MB 内存，相较于
矩阵规模 内存占用/MB MoM 大幅度减小。同理，在模型 8 中，使用 MoM 求
MoM 2395×2395 577 解，生成并处理矩阵占用了 424 MB 内存；采用逐层
模型 7
逐层算法 126×126 20
算法求解，生成并处理矩阵仅占用17 MB内存。
MoM 2089×2089 424
模型 8 需要说明的是，文中为了采用 MoM 的计算结
逐层算法 116×116 17
果作为对比，因而将模型的规模设置得较小。在实
在模型 7 中，ROI 区域内包含 2395 个单元，每 际应用中，求解域的尺寸和入射波的频率可能会比
层单元数有126个单元，共划分20层。当使用 MoM 算例中大得多。例如，若求解域的半径为 0.5 m，入
求解时，一次需要计算的矩阵规模为 2395 × 2395， 射波频率为 1 MHz，同样在一个波长 λ 内划分 5 个
即需存储及处理 5,736,025个元素，生成并处理矩阵 单元，那么总共就需要划分 1668 层，每层 10,472 个