Ing. Jaroslav Plocek, CSc.

The possibilities of measuring sound pressure in liquids without obvious influence of the measured fields are discussed. A new type of sensor is presented that allows point measurements, practically does not affect the measured acoustic fields and at the same time allows to easily distinguish useful signals from background disturbances.

A newly developed method for indication of the bubble state in classical single-bubble cavitation experiments is introduced. The method is based on processing the signal from a sensor, positioned on the flask from outside. The technical means of the method are further explored to improve the position stability of the bubble.

Blízké a vzdálené pole intenzivně vyzařujících akustických zdrojů nultého řádu je studováno teoreticky. Akustický zdroj je modelován sférickou plynovou bublinou, kmitající volně ve vodě. Hranice mezi blízkým a vzdáleným polem je určována z akustické rychlosti vyzařovaných vln. Vzdálenost této hranice od středu zdroje je vypočítávána pro různé intenzity kmitů zdroje.

In the paper thermal behavior of spark generated bubbles is studied experimentally using an optic sensor (a photodiode) and an acoustic sensor (a hydrophone). It is shown that there is plasma in the bubble interior during the whole first bubble oscillation. A simple method is used, based on several assumptions, which allows determining an estimate of the radiated optic energy and from it the surface temperature of the bubble when the thermal radiation reaches its maximum. This temperature can be then exploited when computing a number of other quantities. An example of the energy partition in the first bubble growth phase and in the first compression and the following expansion phases is given. The estimate of the surface plasma temperature when the bubble is compressed to its first minimum volume is also given and it has been found to be approximately 5900 K in a selected experiment. It is also shown that spark generated bubbles do not behave adiabatically and that the plasma in the bubble interior represents a highly non-homogeneous medium far from an equilibrium state, for which the equation of the state of an ideal gas cannot be used.

Práce se zabývá popisem nelineárních stojatých vln v akustických rezonátorech, které jsou mechanicky vázány prostřednictvím pružně uložené stěny, která je modelována jako lineární oscilátor. Pro popis systému byly odvozeny tři modelové rovnice, dvě z nich jsou reprezentovány zobecněnými nehomogenními Burgersovými rovnicemi a jedna pohybovou rovnicí oscilátoru. Rezonanční systém je buzen kmitajícím pístem. Soustava modelových rovnic je řešena numericky v kmitočtové oblasti. Výsledný systém vykazuje různé druhy chování v závislosti na volbě příslušných parametrů. Mezi zajímavé výsledky patří jeho schopnost násobit kmitočet či potlačovat vyšší harmonické generované nelineárními procesy.

Práce se zabývá studiem nízkofrekvenčních zvukových svazků generovaných pomocí parametrického pole jako rozdílová složka. Jako modelová rovnice pro teoretický popis byla použita jednak KZK rovnice a dále rovnice odvozená s vyšším stupněm přesnosti v parabolické aproximaci (HOPE) [Kamakura, T., Masahiko, A., Kenicii, A, Acoust. Sci. & Tech. 25, 2, (2004)]. Pro numerickou integraci modelových rovnic byl navržen masivně paralelní numerický algoritmus. Numerické výsledky ukazují, že KZK rovnice (oproti přesnější HOPE) nadhodnocuje amplitudy nízkofrekvenčních složek v blízkém poli primární vlny. Obě rovnice poskytují stejné hodnoty v poli vzdáleném a mimo osu symetrie.

Low-voltage high-energy spark discharges in water and associated bubble oscillations are studied experimentally. Pressure waves emitted during spark discharges and during following bubble oscillations have been recorded and analyzed to determine the radiated acoustic energy and potential energy of the bubbles.These energies are then used to determine the efficiency of energy conversion.Due to specific features of the low-voltage apparatus used, bubbles of different sizes have been generated and these bubbles were found to oscillate with different intensities.To explain this great diversity in the generated bubbles, the electrical circuit of the apparatus and the early stages of the spark discharge are analyzed. While it is confirmed that the bubble size grows with the energy used for discharge, the relation between the intensity of bubble oscillations and the circuit parameters is more complex.To explain this relation,two hypotheses,partly supported by the data available,are presented.

The conditions for measurements focused to single-bubble cavitation and single-bubble sonoluminiscence were prepared. Cell for these experiments was chosen on the base of eigenfrequencies determination. The obtained values were compared to values figured out on the base of mathematical model. The optimum frequency for single-bubble cavitation and single-bubble sonoluminiscence measurements was assessed. The swept frequency acoustic interferometry method was prepared for the determination of characteristics of used liquid. Liquid characteristics like sound speed, attenuation, and density can be determined. These characteristics will be used for mathematical model of single-babble cavitaion.

Článek pojednává o výzkumu ultrazvuku na ČVUT FEL na katedře fyziky.

Byla realizována měření akustické emise z jednobublinkové kavitace s pomocí různých typů hydrofonů. V článku je uvedeno uspořádání experimentu a diskutovány vlastnosti hydrofonů a výsledky měření. Jsou též uvedena některá doporučení ke zdokonalení měřícího zařízení.

Je popsán experiment s jednobublinkovou kavitací. Je diskutováno základní uspořádání a potíže, vznikající při jeho realizaci.Jsou uvedena praktická doporučení pro úspěšnou realizaci funkční aparatury.

Práce řeší problém zpracování širokopásmového signálu, vznikajícího na výstupu laserového interferometru při měření velkých akustických tlaků a výchylek.

The paper deals with new method of the measurement of the absorption zones on roots.

Článek uvádí stručný přehled metod,vyzkoušených dosud při hledání optimální pracovní frekvence interferometru v kapalinových značkovacích průtokoměrech a popisuje problémy spojené s využíváním těchto metod.Uvádí některá další vyhledávací kritéria a jejich ověřování pro užití v těchto průtokoměrech.

Contemporary ultrasonic liquid flowmeters based on usual methods are unable to measure small flowrates (1 ÷ 100 ml/s) in narrow (>>1 cm in diameter) opaque pipes. Under such conditions, methods based on measuring drift velocity of a defined part of the liquid with artificially changed ultrasonic parameters (sound velocity and/or attenuation) may be used. A change is induced in one place of the pipe, and this change is detected in another place downstream. One of alternatives is a flowmeter based on checking temperature changes of ultrasonic velocity in the flowing liquid.

ultrazvuk