‹ Étude Expérimentale des Écoulements GazéuxChapitre 38 sur 39 · ANT · texte numérisé non relu

ANT

Fig. 122 Fig. 123

d’ondes ultra-sonores considérées en une phase quelconque mais identique, c’està-dire 1,2 — 2,3 … — À. Soit {, l'instant pris comme origine où l’onde ultra-sonore quitte l’émetteur avec la phase considérée, et & — t, le temps égal à une période

vitesse U.

des ultra-sons pendante lequel l’onde de choc a parcouru la distance CD'A/1a

Considérons ce qui se passe au temps # : l’onde de choc ayant pénétré dans le faisceau d’'ultra-sons, l’onde SP, qui occupait précédemment en t, la position AB, est venue en 9; le point S s’est élevé à la vitesse CL pendant le

temps et AS — A»; le point P a subi le même sort pendant que l’onde de choc

a parcouru la distance CB, mais, après la pénétration de l’onde de choc dans le faisceau d’ultra-sons, il s’est élevé dans un air échauffé à la vitesse Cr (Cr > Cs). De plus, il a été entraîné vers la gauche avec la vitesse U, sous l'effet du courant d’air qui suit le choc.

Le R 0 en

Les éléments voisins de P ont subi la même augmentation de vitesse et le même entrainement en des intervalles de temps de plus en plus réduits, si bien que le front d’onde présente l'aspect indiqué sur la figure 122 : une partie horizontale à gauche, suivie, vers la droite, d'une partie inclinée à partir de l'onde de choc. Les autres fronts considérés, 8, 7, … 1, ont subi la même déformation.

ee Considérons maintenant le phénomène au temps f,, c’est-à-dire N seconde

après le temps origine (fig. 123). Les ondes 1, 2, … 9 considérées précédemment se sont élevées en subissant l'inclinaison et l’entrainement signalés.

L’onde 10, par contre, qui était en AB au temps #, a été émise alors que l’onde de choc avait déjà atteint la face de l'émetteur en D. La région de droite (égale à DB, en aval du choc au temps 4, reste donc parallèle à la face AB pendant sa propagation à la vitesse C3, et a pris de l’avance sur la région de gauche (égale à AF), en amont du choc. Ces deux régions sont, au temps # reliées par une partie inclinée correspondant au temps de propagation de l'onde

2 2 Pr de choc de D en F (c'est-à-dire R) en vertu du mécanisme décrit plus haut.

L’onde 11 subit la même déformation mais, quittant l'émetteur en k, alors que l’onde de choc était en E, sa partie horizontale, égale à EB, est plus

importante que celle correspondant à l’onde 10, et sa partie inclinée (correspon- 6 FT, A dant à la propagation de l’onde de choc de Een F, c’est-à-dire À) est plus réduite.

Les frontières de droite de ces deux dernières ondes sont entrainées vers la gauche à la vitesse uy par le courant d’air.

à « L LA A « . 5 4 Considérons enfin le phénomène au temps #, c’est-à-dire N 2Près À l’origine (fig. 124), l'onde de choc ayant nettement devancé le faisceau d'ultrasons. Trois groupes d’ondes sont alors à considérer :

1° les ondes 1, 2, … 9, émises avant que le choc n'ait atteint le faisceau d’ultra-sons, se présentent uniquement sous l’aspect de lignes inclinées;

2° les ondes 10, 11, 12, émises pendant le passage de l’onde de choc sur la face AB de l’émetteur, comprennent, à droite, un segment horizontal de plus en plus important (selon la position de l’onde de choc au moment de l'émission) et, à gauche, un segment incliné de plus en plus réduit (correspondant au temps de propagation de l’onde de choc dans l’onde considérée) ;

3° les ondes 13, 14, émises après le passage de l'onde de choc sur la face de l'émetteur, restent horizontales mais sont décalées vers la gauche sous l'effet progressif du courant d’air.

Remarquons dans le groupe 1 et, en partie, dans le groupe 2, la diminution de l’épaisseur du faisceau d’ultra-sons sous l'effet du courant d’entraînement (la longueur du front du premier groupe, dans notre cas de figure, est réduite de plus de un quart de sa valeur originale).

Par contre, aucune compression n’est observée dans les rides du groupe 3.

Les diverses déformations subies par le faisceau d’ultra-sons, et que nous venons de décrire, permettent de déduire les caractéristiques principales du choc.

UC Vitesse de l’onde de choc.

Considérons l'onde qui a quitté l'émetteur à l’instant (compris entre t, et & Sur la fig. 124) où l’onde de choc affleurait le faisceau d’ultra-sons en B: cette onde, au temps f;, se trouvera en IJ. Nous avons sciemment considéré un cas de figure où sa phase est différente de celle d'émission au temps origine, afin de donner un caractère plus général au phénomène observé (I est déterminé géomé-

triquement : c’est le point angulaire de la frontière droite du faisceau d’ultra- Sons).

Pendant que l'extrême droite de cette onde a parcouru verticalement la distance EI, l’onde de choc a parcouru BH :

HU

à o LOT Le]

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