Parametric array

A parametric array, in the field of acoustics, is a nonlinear transduction mechanism that generates narrow, nearly side lobe-free beams of low frequency sound, through the mixing and interaction of high frequency sound waves, effectively overcoming the diffraction limit (a kind of spatial 'uncertainty principle') associated with linear acoustics. The main side lobe-free beam of low frequency sound is created as a result of nonlinear mixing of two high frequency sound beams at their difference frequency. Parametric arrays can be formed in water, air, and earth materials/rock. Priority for discovery and explanation of the parametric array owes to Peter J. Westervelt, winner of the Lord Rayleigh Medal (currently Professor Emeritus at Brown University), although important experimental work was contemporaneously underway in the former Soviet Union. According to Muir and Albers, the concept for the parametric array occurred to Dr. Westervelt while he was stationed at the London, England, branch office of the Office of Naval Research in 1951. According to Albers, he (Westervelt) there first observed an accidental generation of low frequency sound in air by Captain H.J. Round (British pioneer of the superheterodyne receiver) via the parametric array mechanism. The phenomenon of the parametric array, seen first experimentally by Westervelt in the 1950s, was later explained theoretically in 1960, at a meeting of the Acoustical Society of America. A few years after this, a full paper was published as an extension of Westervelt's classic work on the nonlinear Scattering of Sound by Sound. The foundation for Westervelt's theory of sound generation and scattering in nonlinear acoustic media owes to an application of Lighthill's equation for fluid particle motion. The application of Lighthill’s theory to the nonlinear acoustic realm yields the Westervelt–Lighthill Equation (WLE). Solutions to this equation have been developed using Green's functions and Parabolic Equation (PE) Methods, most notably via the Kokhlov–Zablotskaya–Kuznetzov (KZK) equation.

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Concepts associés (3)

Ultrason

L'ultrason est une onde mécanique et élastique, qui se propage au travers de supports fluides, solides, gazeux ou liquides. La gamme de fréquences des ultrasons se situe entre , trop élevées pour être perçues par l'oreille humaine, mais un flux d'ultrasons de très haute intensité, et focalisé, peut être perçu par le corps humain, via d'autres mécanorécepteurs. Le nom vient du fait que leur fréquence est trop élevée pour être audible pour l'oreille humaine (le son est trop aigu : la gamme de fréquences audibles par l'être humain se situe entre 20 et .

Parametric array

Acoustique

L’acoustique est la science du son. La discipline a étendu son domaine à l'étude de toute onde mécanique dans tout fluide, où un ébranlement se propage presque exclusivement en onde longitudinale ; le calcul de ces ondes selon les caractéristiques du milieu s'applique aussi bien pour l'air aux fréquences audibles que pour tout milieu fluide homogène et toute fréquence, y compris infrasons et ultrasons. On parle de vibroacoustique quand l'étude se porte sur l'interaction entre solides, où existent des ondes transversales, et fluides.