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Noise of Air Jets from Rectangular Slits

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A theoretical and experimental study of noise data arising from jets issued from rectangular slits with aspect ratio between 33.3 and 100 is presented. The noise data i.e. sound power levels, directivity patterns and intensity spectra are experimentally determined as functions of flow and outlet factors like volumetric mean velocity of the slit flow, pressure drop across the slit and aspect ratio of the slit. Based on the noise data the existence of scaling laws is investigated. The experimental noise data are compared with a theoretical flow noise model developed based on Lighthill's inhomogeneous wave equation [11] combined with Batchelor's model for axisym-metric turbulence [1]. A very good agreement between the experimental results and the theoretical predictions is found.

Zusammenfassung

Es wird eine theoretische und experimentelle Untersuchung von Geräuschdaten von Freistrahlen vorgestellt, die von rechteckigen Schlitzen mit Abmessungsverhältnissen zwischen 33,3 und 100 ausgehen. Die Meßwerte, d.h. die Schalleistungspegel, die Richtungsverteilungen und die Intensitätsspektren werden experimentell in Abhängigkeit von Strömungs- und Öffnungsdaten wie der mittleren Geschwindigkeit der Schlitzströmung, dem Druckabfall über dem Schlitz und dem Abmessungsverhältnis des Schlitzes bestimmt. Aufgrund der Meßdaten wird die Existenz von Modellgesetzen untersucht.

Die experimentellen Geräuschdaten werden mit einem theoretischen Modell des Strömungslärms verglichen, das auf der Lighthillschen inhomogenen Wellengleichung [11] kombiniert mit dem Bachelorschen Modell für axialsymmetrische Turbulenz [1] basiert. Es wird eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den experimentellen Ergebnissen und den theoretischen Voraussagen gefunden.

Sommaire

On présente une étude théorique et expérimentale des caractéristiques du bruit émanant de jets d'air issus de fentes rectangulaires dont le rapport de forme est compris entre 33,3 et 100. Les données caractéristiques prises en considération sont les niveaux d'intensité acoustique, les diagrammes de directivité et les spectres d'intensité. On les a étudiées expérimentalement en fonction des facteurs principaux d'écoulement et d'ajutage: vitesse volumique moyenne, chute de pression au passage de la fente et facteur de forme. L'existence de lois de similitude a été recherchée à partir de ces résultats. Puis on les a comparés avec un modèle théorique de bruit d'écoulement fondé sur l'équation inhomogène de Lighthill [11] et sur le schéma de turbulence axisymètrique de Batchelor [1]. Une très bonne concordance a été observée entre résultats expérimentaux et prédictions théoriques.
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Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 1984

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  • 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.
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