Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 40, Numéro C8, Novembre 1979
8e Symposium International sur l'acoustique non linéaire / 8th International Symposium on non linear acoustics
Page(s) C8-315 - C8-318
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1979856
8e Symposium International sur l'acoustique non linéaire / 8th International Symposium on non linear acoustics

J. Phys. Colloques 40 (1979) C8-315-C8-318

DOI: 10.1051/jphyscol:1979856

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON NONLINEAR REFLECTION OF SHORT IMPULSIVE UNDERWATER SOUND AT WATER SURFACE

Yasumasa URABE, Takahiko OTANI et Keiichi KOMATSU

Faculty of Engineering, Doshisha University, Kamigyo-Ku, Kyoto 602, JAPAN


Résumé
On étudie le phénomène non-linéaire produit, au-dessous d'une surface d'eau, par une impulsion de pression de très forte intensité. Les comportements des bulles de cavitation et de la surface libre sont étudiés au moyen de photographies. On en conclut que la transmission et la réflection s'effectuent de manière linéaire, tandis que la limitation de la pression négative des ondes réfléchies (un phénomène non-linéaire) est sans doute due à l'existence de cavitation au-dessous de la surface. Le seuil de cavitation de l'eau est mesuré en observant la limitation de la pression négative au moyen d'impulsions de pression négative au moyen d'impulsions de pression d'une dizaine de microsecondes. Les valeurs obtenues sont (à la température de 20°C) d'environ 10 atmosphères pour de l'eau saturée d'air à la pression atmosphérique et d'environ 20 atmosphères pour de l'eau partiellement dégazée (α/αS = 20 %). L'influence de la température sur le seuil de cavitation est également étudiée.


Abstract
The nonlinear phenomena in the vicinity of free surface of water, induced by the incidence of high intensity underwater compressional pulse, are experimentally investigated. The behaviors of cavitation bubbles and water surface are observed by photographical visualization. It is concluded that the transmission and the reflection at the free surface are linear, and the limitation of negative pressure observed in the reflected pulse must be due to the onset of cavitation. Utilizing the phenomena, the cavitation threshold of water for negative pressure pulse of about 10 µs duration is measured. Obtained threshold value of air-saturated tap water is about 10 atm., and after water is degassified to 20% of saturation it becomes about 20atm., at 20°C. The dependence of the threshold on temperature is also investigated.