Original title:
Použití fluidně-strukturní interakce u kmitajících lidských hlasivek
Translated title:
Application of Fluid-structure Interaction on Oscillating Human Vocal Folds
Authors:
Meisner, Patrik ; Švancara, Pavel (referee) ; Hájek, Petr (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2021
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství Abstract:
[cze][eng]
Předložená diplomová práce spadá do oboru biomechaniky fonace. Jejím cílem je nastavit fluidně-strukturní interakci hlasivek s proudícím vzduchem pro fyziologické hodnoty tlaku vycházející zapliv tak, aby bylo možné pozorovat samobuzené kmitání hlasivek s charakteristickým rysem převracení čela hlasivky z konvergentního do divergentního tvaru. V teoretické části je zpracována anatomie vokálního traktu, fyziologie fonace a rešerše výpočtového modelování, experimentů a pozorovacích metod. V praktické části je rozebrán postup nastavení výpočtového modelování pomocí metody konečných prvků. Mimo interakci tekutiny a struktury je také popsáno zařazení akustického modelu. V části výsledků jsou postupně vyhodnocovány a porovnávány hodnoty posuvů pro strukturu a hodnoty tlaků, rychlostí, průtoku pro fluidní část, přidáno je také zhodnocení akustického modelu.
The presented thesis is involved in the biomechanics of phonation. The aim of the thesis is to set a fluid-structure interaction between the vocal folds and air flow when the pressure from lungs reaches the physiological values. In the expected outcome the self-oscillating vocal folds should be observable with characteristics shape-shift from convergent to divergent. In theory part of the thesis is described Anatomy of the vocal tract, physiology of the human phonation, research of computational simulations, experiments and visualisation methods are described in the theory part of the thesis. In the second part, setup of computational simulation with the finite element method is presented. Besides of the fluid-structure interaction the acoustical model is set. Achieved results are presented and compared to the results in literature. Displacements are evaluated from the structural model and pressures, velocities and flow velocities are evaluated from fluid model, so as acoustics results.
Keywords:
biomechanics; computational simulation; fluid-structure interaction; phonation; self-excited oscillation; vocal fold; biomechanika; fluidně-strukturní interakce; fonace; hlasivky; samobuzené kmitání; výpočtové modelování
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/198327