High accuracy and high speed sound field rendering for the silicon concert hall

硅音乐厅的高精度、高速声场渲染

• 批准号: 22560233
• 负责人: TSUCHIYA Takao
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560233/
• 关键词: シリコンコンサートホール; 音響レンダリング; CE-FDTD法; GPU; 数値分散; WE-FDTD法; DHM法; FDTD法; FPGA

In this study, high accuracy and high speed numerical schemes for the sound field rendering of the silicon concert hall are examined. The compact explicit finite difference time domain (CE-FDTD) method is applied to large-scale 3D sound field analysis to reduce computer resources. The CE-FDTD method is implemented on a GPU (Graphics Processing Unit) cluster system. The calculation performance is evaluated for the 3D sound wave propagation. The most accurate scheme is the interpolated wideband (IWB) scheme in which the cut-off frequency is in agreement with Nyquist frequency. The rendering results are then reproduced by the 24ch loudspeaker array system. It is confirmed that the high quality and high definition auralization can be realized.

本文研究了硅质音乐厅声场渲染的高精度、高速度的数值方法。将紧致显式时域有限差分(CE-FDTD)方法应用于大型三维声场分析，以节省计算机资源。CE-FDTD方法在图形处理单元(GPU)集群系统上实现。对三维声波传播的计算性能进行了评估。最精确的方案是内插宽带(IWB)方案，其中截止频率与奈奎斯特频率一致。渲染结果随后由24声道扬声器阵列系统再现。实践证明，该系统可以实现高质量、高清晰度的可听化。

项目成果

コンパクトで陽的な高精度FDTD法について

关于紧凑、显式的高精度FDTD方法

• 发表时间: 2012
• 作者: 不破勝彦;成清辰生;大羽達志;土屋隆生,石井琢人,大久保 寛
• 通讯作者: 土屋隆生,石井琢人,大久保 寛

Perfectly Matched Layer for the Wave Equation Finite Difference Time Domain Method

• DOI: 10.1143/jjap.51.07gb02
• 发表时间: 2012-07-01
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 1.5
• 作者: Miyazaki, Yutaka;Tsuchiya, Takao
• 通讯作者: Tsuchiya, Takao

WE-FDTD法における密度変化の取り扱いについて

关于WE-FDTD方法中密度变化的处理

• 发表时间: 2012
• 作者: 宮嵜友孝;土屋隆生;大久保寛
• 通讯作者: 大久保寛

WE-FDTD法におけるPML境界について

关于WE-FDTD方法中的PML边界

• 发表时间: 2011
• 作者: 宮嵜友孝;土屋隆生
• 通讯作者: 土屋隆生

Three-Dimensional Sound Field Analysis Using Compact Explicit-Finite Difference Time Domain Method with Graphics Processing Unit Cluster System

• DOI: 10.7567/jjap.52.07hc11
• 发表时间: 2013-07
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: T. Ishii;T. Tsuchiya;K. Okubo