吸收媒质中非线性超声场的并行计算仿真及其特性研究

和电磁场的数值计算仿真对于微波、通信等领域的重要作用一样,声场的计算仿真也是声学领域中一个重要研究内容。对于许多复杂情况而言,理论与实验手段难以进行,但可以利用计算机环境进行仿真计算得到数值结果。实际的人体组织是一个很复杂的环境,而不是均匀媒质,所以本文利用计算仿真手段来研究分层媒质中的声场特性。本文在提高非线性超声场计算效率和对分层媒质中超声场的研究方面做了如下工作:1、本文为了解决非线性超声场数值计算中计算时间长、存储空间大的问题,提出一种并行计算模型,将声场分解成若干子区域,利用数个PC机、计算机网络和MPI并行编程分别计算子区域声场并最终求出整个声场。对吸收媒质中非线性Bessel声场和Gauss声场进行计算仿真。计算仿真结果验证了该并行计算模型的有效性。2、基于KZK方程,在频域提出了Bessel超声波在分层媒质中传播的理论模型,进行数值计算仿真,并采用并行计算提高算法效率。对分层媒质中的非线性超声场特性进行了研究。本文除了对论文期间的工作进行论述,并给出了相应的结果和讨论,另外在最后还提出了进一步工作的建议和方向。