Skip to main content
padlock icon - secure page this page is secure

Acoustic Cavitation Revisited

Buy Article:

$30.00 + tax (Refund Policy)

The theoretical models and experimental results which establish current ideas of acoustic cavitation are examined. It is shown that the idea of the collapsing gasless void, as discussed by Rayleigh, is crucial to the concept of transient cavitation. On the other hand, arguments are advanced to suggest that this is not the most appropriate model to choose for the situation addressed in most investigations, viz. acoustic cavitation in gassy liquids, at moderate drive intensities. A study of predominantly two types of acoustic cavitation phenomena (subharmonic emission and sonoluminescence) is shown to support the hypothesis that the conventional division into stable and transient cavitation is inadequate to encompass experimental observations, and that a more appropriate division may be suggested. This new classification of cavitational activity – into “subsonic”, “gasphase”, and “liquid-phase” processes – is independent of the assumption of specific bubble dynamic models. The approach allows a natural explanation of the observed hierarchy of thresholds of cavitation effects, as well as the relative intensities of subharmonic and sonoluminescent emissions from cavitating water containing different dissolved gases.

Zusammenfassung

Es wurden die theoretischen Modelle und experimentellen Ergebnisse gesichtet, die den gegenwärtigen Vorstellungen über die akustische Kavitation zugrundeliegen. Dabei zeigt sich, daß die Idee eines kollabierenden, gasfreien Hohlraums, wie sie von Rayleigh diskutiert wurde, für den Begriff der transienten Kavitation entscheidend ist. Andererseits gibt es Argumente dafür, daß dies nicht das angemessenste Modell für die Situation ist, wie sie bei den meisten Untersuchungen vorliegt, d. h. für akustische Kavitation in gashaltigen Flüssigkeiten bei mäßigen Anregungsintensitäten. Die Untersuchung hauptsächlich zweier akustischer Kavitationseffekte (Erzeugung von Subharmonischen und Lumineszenz) stützt die Hypothese, daß die hergebrachte Unterscheidung zwischen stabiler und transienter Kavitation den experimentellen Beobachtungen nicht gerecht wird, und daß eine andere Einteilung angemessener wäre. Diese neue Klassifikation der Kavitationsaktivität in ,,subsonische“, ,,Gasphasen“- und ,,Flüssigphasenprozesse“ ist von Annahmen über ein bestimmtes Modell der Blasendynamik unabhängig. Dieser Ansatz erlaubt eine natürliche Erklärung der beobachteten Hierarchie der Schwellen von Kavitationseffekten sowie der relativen Intensitäten der Subharmonischen und der Lumineszenz, die von kavitierendem Wasser mit verschiedenen gelösten Gasen ausgeht.

Sommaire

On passe en revue les modèles théoriques et les résultats expérimentaux qui ont servi de base aux idées courantes en matière de cavitation acoustique. On y montre que l'idée avancée par Rayleigh de l'effondrement d'un espace vide de gaz joue un rôle crucial vis-à-vis du concept de la cavitation transitoire. D'autre part on présente des arguments qui suggèrent que l'idée précédente n' était pas le meilleur modèle à choisier pour rendre compte des situations rencontrees dans la plupart des recherches, qui se font en milieux liquides saturés en gaz et à des intensités de déclenchement modérées. L' étude des deux types de phénomènes qui prédominent en cavitation acoustique (l' émission subharmonique et la sonoluminescence) permet d'avancer l'hypothèse que la division classique entre cavitation stable et cavitation transitoire est inadéquate pour rendre compte des observations expérimentale et qu'une meilleure classification peut être envisagée. Ce nouveau classement des activités cavitatoires distingue trois processus: «subsonique», «phase gazeuse» et «phase liquide». Il est indépendant du choix des modèles dynamiques de bulles et des suppositions qui guident ce choix. L'approche proposée fournit une explication naturelle de la hiérarchie qui s'observe entre les seuils des effets de la cavitation ainsi qu'entre les intensités relatives des émissions subharmoniques et sonoluminescentes engendrées par cavitation dans une eau contenant divers gaz dissous.
No Reference information available - sign in for access.
No Citation information available - sign in for access.
No Supplementary Data.
No Article Media
No Metrics

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 1989

More about this publication?
  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
  • Editorial Board
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • Information for Advertisers
  • Online User License
  • Ingenta Connect is not responsible for the content or availability of external websites
  • Access Key
  • Free content
  • Partial Free content
  • New content
  • Open access content
  • Partial Open access content
  • Subscribed content
  • Partial Subscribed content
  • Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
Ingenta Connect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more