Rev. Phys. Appl. (Paris) 21, 151-161 (1986)
DOI: 10.1051/rphysap:01986002102015100

The transmission of intense transient and multiple frequency sound waves through orifice plates with mean fluid flow

A. Cummings et I.-J. Chang

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Missouri-Rolla, Rolla, MO 65401, U.S.A.

Abstract
A inviscid flow model is presented here, describing the transmission of intense sound waves through perforated plates with mean fluid flow through the orifices, normal to the plate. The time dependence in the acoustic wave is arbitrary, and the differential equations governing the orifice flow are solved numerically in the time domain. It is noted that both the mean flow velocity and the orifice velocity perturbation are contained in a hydrodynamic resistance term in the governing equations, and that acoustic energy losses are dependent on these quantities. Comparison is made between theoretical predictions of sound transmission through orifice plates and measured data, and the agreement is found to be generally good.

Résumé
Nous présentons ici un modèle d'écoulement non visqueux, qui décrit la transmission des ondes sonores intenses à travers des tôles perforées avec écoulement moyen d'un fluide à travers les orifices, normal à la tôle. La dépendance en temps dans l'onde acoustique est arbitraire, et les équations différentielles qui régissent l'écoulement des orifices sont résolues dans le domaine temporel. Nous remarquons que la vitesse d'écoulement moyen et la perturbation de la vitesse du fluide dans l'orifice sont toutes les deux contenues dans un terme de résistance hydrodynamique dans les équations de base et que les pertes d'énergie acoustique dépendent de ces quantités. Nous comparons les prévisions théoriques de la transmission du son à travers les tôles perforées avec les données mesurées, et en général nous les trouvons toutes les deux en bon accord.

PACS
4325 - Nonlinear acoustics and macrosonics.

Key words
acoustic wave transmission -- transmission -- intense transient -- multiple frequency sound waves -- orifice plates -- mean fluid flow -- inviscid flow model -- perforated plates -- differential equations -- hydrodynamic resistance term