Directional source of water waves by a crystal of surface-piercing cylinders

The feasibility of using the band structure of a crystal to realize directional emission of water waves is investigated numerically and experimentally. The directionality of a source inside a square array of cylinders is obtained numerically for a perfect lattice in a lossless liquid. But in the experiments, the directivity is weakened, due to the effects of losses. Nevertheless, the waves are shown to satisfy the Helmholtz equation when proper attenuation is accounted for. Thus, the robustness of the directionality is studied numerically with respect to the effects of the attenuation and of the disorder.

RésuméOn étudie la faisabilité d'une source directive pour les ondes à la surface de l'eau, basée sur les propriétés de la structure de bandes d'un cristal. Cette directivité est caractérisée numériquement pour un réseau périodique de cylindres rigides dans un fluide parfait. Dans l'expérience, la directivité est affaiblie, à cause de l'atténuation. Cependant, en prenant en compte cette atténuation, la propagation des ondes est toujours correctement décrite par l'équation de Helmholtz. Aussi, la robustesse de la directivité est-elle étudiée numériquement plus en détail, vis-à-vis des effets d'atténuation et de désordre.