二次元音響FDTD速度比較

概要

二次元音響FDTD法（Two-dimensional finite-difference time-domain method）の各種プログラミング言語の速度比較デモです。用意しているのは C言語（.c），Fortran 90（.f90），Julia（.jl），MATLAB（.m），Processing 3（.pde），Perl（.pl），Python 3（.py），Scilab（.sci） の各言語のプログラムです。

このプログラムは何をしているのか

二次元音響FDTD法は「音圧（スカラー）」と「粒子速度（ベクトル）」を交互に計算することで空間内の音波伝搬を逐次計算していく手法です。モデルは均一な気体で，モデル端面の吸収境界条件は実装していません。FDTD 法については https://ultrasonics.jp/nagatani/fdtd/ なども参照して下さい。
Speed_Comparison.txt は手元の環境で測ってみた結果です。ファイル出力をオフにした状態で10000ステップ分を演算するのに掛かった時間を人力で記録しました。

結果の可視化について

実行速度比較のため，計算結果はファイル出力しないようになっています。ファイルを出力するためには，各プログラムの中ほどにある「音場ファイルを出力する場合は以下のコメントを外して下さい」の下の数行分のコメントを外してから実行してください。計算結果の音場を Visualization_with_Scilab.sci で可視化することができます（Scilab 5 以降対応）。

ライセンス / License

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長谷 芳樹 （神戸市立工業高等専門学校）
Yoshiki NAGATANI, Kobe City College of Technology, Japan
https://ultrasonics.jp/nagatani/
https://twitter.com/nagataniyoshiki