【摘 要】
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基于波动方程的声学模拟能够获得声波在空间中真实的传播效果,在许多工程应用中起着基础作用。但因其巨大的计算量,一直是工程计算中的难点。利用现代GPU技术对波动方程求解
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基于波动方程的声学模拟能够获得声波在空间中真实的传播效果,在许多工程应用中起着基础作用。但因其巨大的计算量,一直是工程计算中的难点。利用现代GPU技术对波动方程求解进行加速,是一项能够有效提升仿真效率并且在编程上富有挑战性的工作。将波动方程求解器在GPU上进行加速的难点在于如何最大程度的发掘算法中的并行性以及克服GPU硬件体系结构的限制。本文在对多种波动方程求解方法以及声学仿真匹配层技术进行深入研究的基础上,实现了一种完全基于GPU的波动声学仿真管线并针对Geforce GTX285架构作了深入的优化,将室内声学仿真的时间从数周缩减为数小时。本文将求解管线迁移到多GPU的平台上,解决了GPU间数据通信以及GPU负载调度等问题,实现了较好的扩展性,改善了求解空间规模受显存的限制,使对更大规模场景的声学模拟成为可能。本文同时还提出了一种将声学仿真结果应用于三维游戏引擎的集成方案。
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