Aaltoyhtälön numeerinen ratkaisija aika-alueen differenssimenetelmälä käyttäen grafikkaprosessoreja

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Botts, Jonathan
dc.contributor.author Saarelma, Jukka
dc.date.accessioned 2014-01-10T10:14:57Z
dc.date.available 2014-01-10T10:14:57Z
dc.date.issued 2013-12-16
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/12055
dc.description.abstract Erilaisia akustisia simulaatiomenetelmiä on kehitetty viime vuosikymmenien aikana. Yhtenä vaihtoehtona on käytetty aaltopohjaisia ratkaisijoita, mutta laskennallinen tehokkuus on usein rajoittava tekijä niiden käytölle. Viimevuosina grafiikkaprosessoreiden ja ohjelmistorajapintojen kehitys on mahdollistanut erilaisten aaltopohjaisten menetelmien käytön. Tässä työssä toteutetaan aaltoyhtälön ratkaisija aika-alueen differenssimenetelmällä. Toteutuksen tehokkuutta parannetaan hyödyntämällä grafiikkaprosessoreita ja eri toteutusvaihtoehtoja verrataan. Jäjestelmällä estimoituja vasteita verrataan tunnettuihin analyyttisiin ratkaisuihin. Toteutettu järjestelmä on C++-ohjelma jota voidaan käyttää Matlab-ympäristöstä hyödyntäen Matlab-ohjelmiston mex-rajapintaa. Päivitysyhtälö jossa reunaehdot on toteutettu etenevällä differenssillä todetaan tehokkaimmaksi vaihtoehdoki. Simulaation tehokkuus alenee huomattavasti käytettäessä kaksinkertaista laskentatarkuutta. Voidaan todeta, että järjestelmän estimoimat vasteet toteuttavat odotetulla tavalla analyyttiset ratkaisut, poislukien etenevällä differenssillä toteutetun reunaehdon heijastusominaisuudet, jotka eroavat analyyttisestä mallista. fi
dc.description.abstract Several acoustic simulation methods have been introduced during the past decades. Wave-based simulation methods have been one of the alternatives, but their applicability for wideband acoustic simulation has been limited by the computing power of available hardware. During recent years, the processing power and programmability of graphics processing units have improved, and therefore several wave-based simulation methods have become potential alternatives. In this thesis, a finite-difference time-domain solver is implemented. The performance of the solver is accelerated with the use of graphics processing units. Different performance considerations are reviewed and the system is evaluated by comparing the simulated responses to known analytic solutions. The resulting system is C++ software, which is interfaced with Matlab with the use of a mex-function. It is found that the forward difference boundary formulation is the most efficient for parallel implementation due to a lesser number of operations. The usage of double precision data type in the simulation decreases the performance significantly. The system is found to follow the analytical solutions with accuracy expected of the method, apart from the reflection characteristics of the forward difference boundary formulation that deviate slightly from the analytical solution. en
dc.format.extent 64+8
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Aaltoyhtälön numeerinen ratkaisija aika-alueen differenssimenetelmälä käyttäen grafikkaprosessoreja fi
dc.title Finite-difference time-domain solver for room acoustics using graphics processing units en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword acoustics en
dc.subject.keyword acoustic simulation en
dc.subject.keyword CUDA en
dc.subject.keyword finite-difference time- domain method en
dc.subject.keyword parallel computing en
dc.subject.keyword visualization en
dc.subject.keyword wave equation en
dc.subject.keyword akustiikka fi
dc.subject.keyword akustinen simulaatio fi
dc.subject.keyword CUDA fi
dc.subject.keyword aika-alueen differenssimenetelmä fi
dc.subject.keyword rinnakkaislaskenta fi
dc.subject.keyword visualisointi fi
dc.subject.keyword aaltoyhtälö fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201401101114
dc.programme.major Mediatekniikka fi
dc.programme.mcode IL3011 fi
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Savioja, Lauri
dc.programme TLT - Tietoliikennetekniikka fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account