固有値の振幅変動を使用した浅い水中の毛細血管重力波の動的イメージング

空気水界面で伝播する表面波の動的音響イメージングは、浅い水導波路での超音波実験を通じて実験室スケールで調査される複雑なタスクです。2つのソースレシーバーアレイ間の二重ビームフォーミングアルゴリズムを使用して、著者は、空気水と底部のインターフェイスと相互作用する各複数の再重反転した固有値を分離および識別します。導波路移動マトリックスは1秒あたり100回記録され、低振幅の重力波は、水面のすぐ上の導波路の中央でのレーザー誘導破壊によって生成されます。制御された、したがって再現可能な故障は、空気水インターフェイスと相互作用する爆風波をもたらし、両方向に伝播する表面に波紋を作成します。各超音波固有病の振幅摂動は、重力飼料波の伝播中に測定されます。表面変形の反転は、回折ベースの感度カーネルアプローチを使用して、固有値の振幅変動から実行されます。空気水界面の変位の正確な超音波イメージングは、独立した検証を提供する光学カメラを使用した同時測定と比較されます。

Dynamic acoustic imaging of a surface wave propagating at an air-water interface is a complex task that is investigated here at the laboratory scale through an ultrasonic experiment in a shallow water waveguide. Using a double beamforming algorithm between two source-receiver arrays, the authors isolate and identify each multi-reverberated eigenbeam that interacts with the air-water and bottom interfaces. The waveguide transfer matrix is recorded 100 times per second while a low-amplitude gravity wave is generated by laser-induced breakdown at the middle of the waveguide, just above the water surface. The controlled, and therefore repeatable, breakdown results in a blast wave that interacts with the air-water interface, which creates ripples at the surface that propagate in both directions. The amplitude perturbations of each ultrasonic eigenbeam are measured during the propagation of the gravity-capillary wave. Inversion of the surface deformation is performed from the amplitude variations of the eigenbeams using a diffraction-based sensitivity kernel approach. The accurate ultrasonic imaging of the displacement of the air-water interface is compared to simultaneous measurements with an optical camera, which provides independent validation.