海洋音響トモグラフィのための数値解析による北極海域の音波伝搬特性の解明

本年度、北極海の音波特性を捉えるため,パルス波の伝搬解析を時間領域差分法を用いて海水中を伝搬する音波のシミュレーションを行った。北極海表面を覆う氷の音波伝搬に与える影響を考慮してより正確な計算方法を確立した。この手法を導入する事により正確な北極海での音波伝搬プログラムが開発できると言える。また間領域差分法は計算時間がかかる為,並列演算アルゴリズムを作成し,高速化を図った。海表の氷や温度や塩分濃度といった海洋内部構造による影響を調べる事で海洋音響トモグラフィにおける順問題解析を高精度で行うことができる。以上の手法についてプログラムを作成し,海洋での伝搬特性の解析結果について検討した。(1)浅海の基準解析手法として時間領域差分法による音波伝搬解析法を開発し,連続波のみならずパルス波の伝搬解析を行った。時間領域差分法(FDTD法)を用いて高い精度で音波伝搬をシミュレートすることが出来る。その結果、計算精度の高いこと、さらに、反射波の影響も求めることが出来る事を確認した。(2)並列演算アルゴリズムを作成し,高速化を図り,5台のPCで約4.6倍の性能向上を確認した。さらに多くのPCを用いることで更なる高速化が期待できる。これらの結果については、ヨーロッパ音響会議(EAA)や海洋音響学会誌に報告した。また来年度の世界音響会議(WCU)でも報告予定である。

本年度、北極海の音波特性を捉えるため,パルス波の伝搬解析を時間領域差分法を用いて海水中を伝搬する音波のシミュレーションを行った。北極海表面を覆う氷の音波伝搬に与える影響を考慮してより正確な計算方法を確立した。この手法を導入する事により正確な北極海での音波伝搬プログラムが開発できると言える。また間領域差分法は計算時間がかかる為,並列演算アルゴリズムを作成し,高速化を図った。海表の氷や温度や塩分濃度といった海洋内部構造による影響を調べる事で海洋音響トモグラフィにおける順問題解析を高精度で行うことができる。以上の手法についてプログラムを作成し,海洋での伝搬特性の解析結果について検討した。(1)浅海の基準解析手法として時間領域差分法による音波伝搬解析法を開発し,連続波のみならずパルス波の伝搬解析を行った。時間領域差分法(FDTD法)を用いて高い精度で音波伝搬をシミュレートすることが出来る。その結果、計算精度の高いこと、さらに、反射波の影響も求めることが出来る事を確認した。(2)並列演算アルゴリズムを作成し,高速化を図り,5台のPCで約4.6倍の性能向上を確認した。さらに多くのPCを用いることで更なる高速化が期待できる。これらの結果については、ヨーロッパ音響会議(EAA)や海洋音響学会誌に報告した。また来年度の世界音響会議(WCU)でも報告予定である。