Scattering of a High Frequency Acoustic Wave by a Sinusoidal Swell: Asymptotic Formulation, Numerical Simulation and Fluid Motion Influence Diffusion d'une onde acoustique haute fréquence par une houle sinusoïdale: formulation asymptotique, simulation numérique et influence du mouvement

The object of this study is to describe, analytically and numerically, the acoustic wave scattering by the sea free surface. In the previous studies, the swell effects are limited to the sea free surface deformation. In this paper, we also want to take into account the effects of the fluid particles rotational motion upon the acoustic wave propagation. With this in view, we use the Lagrangian description. This method allows to avoid some mathematical and numerical difficulties. The numerical simulations show that the two principal parameters are the incident angle and the product kH of the acoustic wave number by the swell height. The results show that the fluid motion cannot be neglected for high kH values which may be obtained in realistic situations.

French
Le but de cette étude est de décrire analytiquement et numériquement]a diffusion d'une onde acoustique par la surface de l'océan. Dans l'ensemble des études proposées, les effets de la houle se limitent à la déformation de la surface libre. Dans cette étude, nous voulons également mesurer l'influence du mouvement de rotation des particules fluides sur la propagation de l'onde acoustique. Pour ce faire, nous travaillons en variables de Lagrange. Cette méthode permet de nous affranchir de certaines difficultés mathématiques et numériques. Les simulations numériques montrent que les deux paramètres dominants sont l'angle d'incidence et Ie produit kH du nombre d'onde acoustique par la hauteur des vagues. Les résultats montrent que l'écoulement d'entraînement ne peut pas être négligé pour des kH élevés, qui peuvent être atteints dans des situations réalistes.