|
|
Výpočetní simulace přenosu zvukových signálů lidským uchem
Hájek, Petr ; Švancara, Pavel (oponent) ; Pellant, Karel (vedoucí práce)
Uvedená práce spadá do oblasti biomechaniky sluchu. Jejím těžištěm je stanovení tzv. korekcí, které umožňují srovnání syntetických audiogramů s audiogramy naměřenými. Korekcemi se snažíme překonat rozpor, který panuje mezi výpočtovým modelováním a audiologickým měřením. Ten spočívá v tom, že výpočtové modelování většinou simuluje dopad zvuku do sluchového ústrojí z volného pole, kdežto audiologické měření je realizováno pomocí sluchátek, ať už se jedná o sluchové ústrojí zdravé nebo poškozené. Korekce potom upravují výpočtový model tak, aby jeho řešení bylo s audiologickým měřením srovnatelné. V uvedené práci je také řešen vliv kinematiky třmínku na buzení basilární membrány. Pohyb třmínku se normálně skládá z pohybu translačního a rotačního. Provedené výpočtové modelování ukazuje, která složka pohybu je podstatná z hlediska buzení membrány a jak se tento jev dá využít v operativě lidského sluchového ústrojí, konkrétně při tympanoplastice IV. typu.
|
|
|
Výpočtové modelování funkce lidských hlasivek
Klíma, Jaromír ; Vašek, Martin (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu funkce lidských hlasivek. Algoritmus výpočtu je sestaven tak, aby obsahoval interakci hlasivek s proudem vzduchu. Analýza výsledků dosažených simulačním výpočtovým modelováním se zaměřuje na tlakové a rychlostní poměry v oblastech pod, mezi a nad hlasivkami, pohyb hlasivek a průběhy napětí jejich jednotlivými vrstvami. Prozatím se omezíme na fyziologicky zdravé hlasivky bez patologií a onemocnění. Součástí práce jsou modální analýzy strukturního a akustického prostředí, rešeršní studie funkce hlasivek a přehled některých dosud publikovaných výpočtových modelů.
|
|
|
Řešení příkladů mechaniky těles v ADAMS
Rybár, Šimon ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Cieľom tejto práce bolo vytvorenie parametrických modelov technických sústav v programe Adams. Pomocou simulácii boli sústavy skúmané z hľadiska kinematiky a dynamiky. V niekoľkých prípadoch boli výsledky simulácii porovnané s výsledkami získanými analytickou metódou. Práca je rozdelená do troch kapitol. V prvej je formulovaný problém a ciele práce. Druhá definuje multibody systém a bližšie predstavuje použitý program aj s jeho doplnkami. Tretia kapitola obsahuje päť typovo odlišných príkladov, na ktorých sú demonštrované možnosti Adamsu. V závere sú vypísané vlastné postrehy, celkové zhodnotenie a odporučenie pre potreby výuky.
|
|
|
Využití metody konečných prvků pro modelování šíření hlasu vokálním traktem a okolo hlavy člověka
Tomeček, Vojtěch ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu určeného ke zkoumání šíření akustických vln vokálním traktem člověka a prostorem okolo jeho hlavy. Práce obsahuje krátký přehled anatomie relevantních partií a rešerši podstatných dříve publikovaných modelů. Součástí práce je dále vytvoření trojrozměrného modelu geometrie lidské hlavy vč. vokálního traktu na základě snímků CT, vytvoření konečnoprvkové sítě na dané geometrii a realizace výpočtového algoritmu. Následuje samotné výpočtové řešení, uvažující akustické tlumení na stěnách vokálního traktu a vyzařování do volného prostoru. Dosažené výsledky jsou porovnány s literaturou. Posuzována jsou zkreslení frekvenčních spekter v jednotlivých zvolených uzlech v okolí hlavy a na povrchu tváře a výsledky jsou porovnány s relevantní literaturou. Závěry poslouží jako podklad eventuálních frekvenčních korekcí pro různé polohy mikrofonů používaných při diagnostice hlasu nebo jeho snímání obecně, např. při řeči nebo zpěvu.
|
|
| |
|
|
Výpočtové modelování hluku vyzařovaného tramvajovým kolem při průjezdu zatáčkou
Motyka, Jakub ; Fiedler, Robert (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje výpočtovému modelování jevu pískání tramvajových kol při průjezdu oblouky o malém poloměru. Přítomnost příčného prokluzu v kontaktu mezi kolem a kolejnicí spolu s jevem prokluz-ulpění (slip-stick) vede k samobuzenému kmitání kola, což má za následek vyzařování nepříjemného pískavého zvuku. Byly vytvořeny dva MKP modely řešené ve frekvenční oblasti. První model je založen na předepnuté modální analýze. Vzhledem k tomu, že matice tuhosti soustavy je nesymetrická, mohou se vyskytnout nestabilní vlastní čísla. Předpokládá se, že samobuzené kmity kola se vyskytnou na frekvencích odpovídajících těmto vlastním číslům. Druhý model využívá odezvu na buzení harmonickou silou (harmonickou analýzu). Kolo je buzeno silou v kontaktu ve směru příčného prokluzu. Kontaktní síla je získána externě pomocí jednoduchého analytického modelu řešeného v časové oblasti. Výsledky získané v harmonické analýze jsou dále použity pro výpočet hluku vyzařovaného kolem.
|
|
|
Výpočtové modelování aerodynamického hluku při obtékání tělesa
Sýkora, Daniel ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním aerodynamického hluku při obtékání těles. V úvodní části diplomové práce je na vzorové úloze nasimulováno proudění kolem statického válce. Simulace jsou provedeny pro různé hustoty sítě a časový krok. Výsledky ze simulací jsou porovnány mezi sebou a bude demonstrována konvergence výsledků v závislosti na hustotě sítě. Další řešenou úlohou je výpočet aerodynamického hluku při obtékání kolem statického válce. Tato úloha je složitějšího charakteru, jelikož zde dochází k turbulentnímu proudění. Výpočet aerodynamického hluku je proveden na základě dvou přístupů, a to akustické analogie a přímé metody založené na stlačitelném proudění. V diplomové práci jsou dále uvedeny a demonstrovány vybrané modely turbulence a analyzován vliv na přesnost výpočtu aerodynamického hluku. Všechny poznatky z předchozích úloh jsou aplikovány a využity při výpočtu aerodynamického hluku při obtékání zjednodušeného modelu zpětného bočního zrcátka automobilu. Byl vytvořen rovinný (2D) a prostorový (3D) model a aerodynamický hluk je počítán pomocí Ffowcs Wiliams and Hawkings akustické analogie s DES modelem turbulence. V poslední části diplomové práce je analyzován vliv upravené geometrie zpětného bočního zrcátka na vyzařovaný hluk. Použití uchycení zrcátka vedlo k lepším aerodynamickým vlastnostem a menšímu výslednému aerodynamickému hluku.
|
|
|
Výpočtové modelování šíření lidského hlasu vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy
Švarc, Martin ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Následující diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu pro šíření akustických vln lidským vokálním traktem a následně prostorem okolo hlavy člověka. Detailní zmapování akustického pole okolo hlavy člověka je důležité pro zpřesnění měření lidského hlasu. Součástí práce je tvorba trojrozměrného konečně-prvkového modelu lidské hlavy a vokálního traktu při fonaci samohlásky /:a/ na základě dat z výpočtové tomografie, dále rešeršní studie funkce vokálního traktu, biomechanika tvorby lidského hlasu, přehled doposud v literatuře publikovaných výpočtových modelů a v literatuře uváděných měření šíření hlasu lidským vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy. Následuje samotné výpočtové řešení šíření akustických vln od hlasivek skrz vokální trakt a prostorem okolo hlavy člověka při uvažování akustické absorpce na stěnách vokálního traktu a na pokožce hlavy pro různé typy buzení. Výsledky jsou porovnány s doposud publikovanými měřeními šíření lidského hlasu a analyzují se hlavně zkreslení frekvenčních spekter v jednotlivých bodech v prostoru okolo hlavy a v její blízkosti kam se obvykle umisťují snímací mikrofony. Výsledků výpočtového modelování bude možné eventuálně využít pro frekvenční korekce pro různé polohy mikrofonů snímající šíření hlasu při jeho diagnostice, řeči nebo zpěvu.
|
|
| |
|
|
Náhradní hlasivky pro generování zdrojového hlasu: Počítačové modelování funkce hlasivek
Matug, Michal ; Vampola, Tomáš (oponent) ; Horáček, Jaromír (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním funkce lidských hlasivek a vokálního traktu s využitím metody konečných prvků (MKP). Hlas hraje klíčovou roli v lidské komunikaci. Proto je jedním z důležitých cílů současné medicíny vytvořit umělé hlasivky, které by mohly být implantovány pacientům, kterým musely být odstraněny jejich hlasivky původní. Pro pochopení principů tvorby hlasu, určení parametrů, které musí umělé hlasivky splňovat a ověření jejich funkčnosti je možno využít výpočtového modelování. První část práce se zabývá výpočtovým modelováním pro tvorbu lidského hlasu šeptem. V této kapitole byl na MKP modelu vokálního traktu a průdušnice zkoumán vliv velikosti mezihlasivkové mezery na rozložení vlastních frekvencí pro jednotlivé samohlásky. Dále je v práci prezentován rovinný (2D) konečnoprvkový model samobuzeného kmitání lidských hlasivek v interakci s akustickými prostory vokálního traktu. Rovinný model vokálního traktu byl vytvořen na základě snímků z magnetické rezonance (MRI). Pro řešení interakce mezi strukturou a tekutinou je použito explicitní výpočtové schéma s oddělenými řešiči pro strukturu a pro proudění. Vytvořený výpočtový model zahrnuje: velké deformace tkáně hlasivek, kontakt mezi hlasivkami, interakci mezi strukturou a tekutinou, morfování sítě vzduchu podle pohybu hlasivek (metoda Arbitrary Lagrangian-Eulerian), neustálené viskózní a stlačitelné nebo nestlačitelné proudění popsané pomocí Navier-Stokesových rovnic a přerušování proudu vzduchu během uzavření hlasivek. Na tomto modelu jsou zkoumány projevy změn tuhosti a tlumení jednotlivých vrstev (zejména pak laminy proprii). Součástí této výpočtové analýzy je také porovnání chování hlasivek pro stlačitelný a nestlačitelný model proudění. Ze získaných výsledků výpočtu MKP modelu jsou následně vytvářeny videokymogramy (VKG), které umožňují porovnat pohyb mezi jednotlivými variantami modelu a se skutečnými lidskými hlasivkami. V další části práce je potom prezentován prostorový (3D) MKP model samobuzeného kmitání lidských hlasivek. Tento prostorový model vznikl z předchozího rovinného modelu vytažením do třetího rozměru. Na tomto modelu byl opět porovnáván vliv použití stlačitelného a nestlačitelného modelu proudění na pohyb hlasivek a vytvářený zvuk s využitím videokymogramů a zvukových spekter. Poslední část práce se zabývá jednou z možností náhrady přirozeného zdrojového hlasu v podobě plátkového elementu. Chování plátkového elementu bylo zkoumáno na výpočtovém a experimentálním modelu. Experimentální model umožňuje změny v nastavení vzájemné polohy plátku vůči dorazu a provádění akustických a optických měření.
|
host ::
RSS.