Difusión de ondas acústicas por una esfera hueca con pared de muy poco espesor, inmersa en agua y llena de aire

Abstract

[EN] Theoretical and computational scattering acoustic waves from a large hollow sphere (ka>>1) submerged into the water and with air inside are investigated in the case that the shell is very thin (thickness of the wall <2.5% of the outer radius). The amplitude and phase of the scattered wave in the external fluid is calculated as function of frequency for a very large frequency band (ka=0÷134). The time echo response of the sphere is obtained by inverse FFT transformation of the form function. The time response when the duration of the incident pulse is very short (<<a/c), shows the arrival time of each pulse series, and suggest from what type of surface wave moving around the shell is originate of each part of the echo. Reflected wave and two surface waves traveling around the sphere surface has been detected. The path of each wave is given and the sound velocity and attenuation of the surface waves is deduced.

[ES] En este trabajo se investiga la difusión de ondas acústicas por una esfera hueca, de tamaño grande (ka>>1), sumergida en agua y con aire en su interior, en el caso en que el espesor de la pared de la esfera sea muy delgado (espesor de la pared <2.5% del radio exterior). Se ha calculado la amplitud y la fase de la onda difundida en el fluido externo, en función de la frecuencia para un gran margen de frecuencias (ka=0÷134). El eco o respuesta temporal de la esfera se ha obtenido mediante la trasformada inversa de Fourier de la función de forma. Cuando la duración del impulso incidente es muy corta (<<a/c), el conjunto del eco difundido por la esfera muestra los tiempos de llegada de las series de impulsos que difunde la esfera, y sugiere que tipo de onda superficial viajando alrededor de la esfera origina cada parte del eco. Una onda reflejada y dos ondas superficiales han sido detectadas. Conocido el camino seguido por cada onda se ha deducido la velocidad y atenuación de estas ondas superficiales.