Calculs de champs acoustiques à l'harmonique 2 par décomposition en faisceaux gaussiens

François Vander Meulen (1) , Lionel Haumesser (1) , Jérôme Fortineau (1) , Olivier Bou Matar (2)

1 iBraiN - Imaging, Brain & Neuropsychiatry
2 AIMAN-FILMS - IEMN - Acoustique Impulsionnelle & Magnéto-Acoustique Non linéaire - Fluides, Interfaces Liquides & Micro-Systèmes - IEMN

Dans le cadre de l'approximation quasi-linéaire, une solution de l'équation KZK peut être obtenue par la méthode des approximations successives qui, dans ce cas,peut être obtenue par la convolution de la fonction source et d'une fonction de Green de forme gaussienne. Wen et Breazeale [1] ont montré que la vitesse particulaire de la surface d'un transducteur axisymétrique pouvait être approchée par une somme de faisceaux gaussiens. Cette décomposition (terme source) permet donc d'écrire simplement les champs rayonnés par un transducteur, au fondamental, mais également à l'harmonique [2]. Dans ce travail, les expressions des champs au fondamental et à l'harmonique sont présentées pour différentes géométries de l'émetteur (transducteurs plan, focalisé, annulaire). Dans les configurations expérimentales usuelles, le récepteur n'est pas, en général, de taille négligeable devant la longueur d'onde. C'est pourquoi le modèle présenté ici prend en compte le moyennage pondéré de la pression sur la surface d'un récepteur plan, focalisé [3] ou annulaire. Les champs théoriques obtenus sont validés par des mesures ou des résultats de la littérature . Des exemples d'applications expérimentales de ce modèle sont ensuite présentés, dans des configurations variées : mesure de la dispersion en fréquence du paramètre non linéaire par insertion-substitution en transmission, mesure de la contribution à la non linéarité globale d'un solide immergé dans un fluide ; mesure calibrée de B/A en emission-réception et étude de l'influence du reflecteur sur l'amplitude de l'harmonique 2. [1] Wen J.J. et Breazeale M.A., “A diffraction beam field expressed as the superposition of Gaussian beams,” J. Acoust. Soc. Am., vol. 83, pp. 1752-1756, 1988 [2] Coulouvrat F., “Méthodes asymptotiques en acoustique non linéaire,” Thèse de Doctorat de l'Université Pierre et Marie Curie, 1991. [3] Prange M.D., et Stanke F., “Gaussian-beam expansions for focused transducers," Proc. IEEE Ultrason. Symp., pp. 995-998, 1992.

Mots clés: Quasi-linéaire; Faisceaux gaussiens; Focalisation; Quasi-linéaire

Domaines: Acoustique [physics.class-ph]

François Vander Meulen, Lionel Haumesser, Jérôme Fortineau, Olivier Bou Matar. Calculs de champs acoustiques à l'harmonique 2 par décomposition en faisceaux gaussiens. 10ème Congrès Français d'Acoustique, Apr 2010, Lyon, France. ⟨hal-00539678⟩