Phase properties and interaction force of acoustically interacting bubbles; A Complementary study of the transition frequency

音響的に相互作用する複数気泡の位相特性と相互作用力; 遷移周波数に関する補完的検討

井田 真人

Ida, Masato

音場中の複数気泡系が持つとされる特徴周波数「遷移周波数」について理論的に再検討し、その存在の確認と物理的性質の解明を行った。結合強制振動子モデルを用いた解析により、以下の成果を得た。(1)遷移周波数の特性に関する詳細,(2)副遷移周波数が現れる閾距離の理論的決定,(3)相互作用力の符号反転に関する簡易な解釈法,(4)二気泡系における自然周波数,共振周波数,遷移周波数の類似性と差異の明瞭化。この試みにより、「複数気泡系には共振を引き起こさない遷移周波数が存在する」というわれわれの主張がより確かなものとなり、また、遷移周波数の物理的効果及び相互作用力の符号反転における役割がより明確なものとなった。

The transition frequencies of multibubble systems in a sound field are reexamined theoretically to confirm their existence and further clarify their physical properties. Via a forced coupled oscillator model, the following results are obtained: (1) further details of the characteristics of the transition frequencies, (2) the theoretical determination of the threshold distances for the appearance of the sub-transition frequencies, (3) a simple understanding of the sign reversal of the interaction force, and (4) the clarification of several similarities and differences among the natural, resonance, and transition frequencies in double-bubble cases. The present effort enforces our claim that transition frequencies causing no resonance response exist in multibubble systems and thoroughly clarifies the physical effects of the transition frequencies and their roles in the sign reversal of the interaction force.