|
|
Tvorba konečněprvkového modelu lidského vokálního traktu a prostoru okolo hlavy na základě dat z počítačové tomografie
Švarc, Martin ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Následující práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu pro šíření akustických vln vokálním traktem a prostorem okolo hlavy. Součástí práce je zmapování trojrozměrného modelu lidské hlavy, jako doplňující akustické prostředí pro zpřesnění měření lidského hlasu na základu dat z výpočtové tomografie, sepsání rešeršní studie o funkci hlasivek, biomechaniky tvorby lidského hlasu a uvedení přehledu medicínských zobrazovacích metod vhodných pro zobrazování biomechanických modelů. Na základě vytvořené geometrie vokálního traktu (od hlasivek ke rtům) a akustického prostoru okolo hlavy člověka dojde k následnému vytvoření sítě pro výpočty metodou konečných prvků (MKP). Síť bude vytvořena za účelem získání nových poznatků ohledně různých umístění mikrofonu u lidské hlavy.
|
|
|
Numerical Solution of 3D Airflow in Channel Representing a Vocal Tract
Pořízková, P. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír
This study deals with the numerical solution of a 3D compressible flow of a viscous fluid in a channel for low inlet airfloe velocity. the channel is a simplified model of the glottal space in the human vocal tract. The system of Navier-Stokes equations has been used as mathematical model of laminar flow of the compressible viscous fluid in a domain. The numerical solution is implemented using the finite volume method (FVM)and the predictor-corrector MacCormack scheme with artifical viscosity using a grid of quadrilateral cells.
|
|
|
Analýza vlivu piriformních dutin na akustické vlastnosti vokálního traktu
Radolf, Vojtěch
Byla provedena analýza několika matematických testovacích modelů a modelu lidského vokálního traktu s dutinami piriform sinus (PS). Použitá metoda je založena na 1D akustické vlnové rovnici, s uvažováním viskózních ztrát a ztrát vyzařovací impedancí, aplikované na kuželové elementy ve frekvenční oblasti. Analýza prokázala, že 1D model je schopen postihnout rozdíly v akustických veličinách vokálního traktu při jeho rozvětvení do dutin PS. Uvažovaný model však zahrnuje PS velmi malých rozměrů (délka 9 mm), které vyvolají změny daleko za frekvenční oblastí 4-5 kHz. Právě v této oblasti pozoroval změny Dang&Honda (1996) na svých modelech s PS o délce až 20mm.
|
|
|
1D modeling of the influence of velopharyngeal insufficiency on phonation of vowels
Radolf, Vojtěch ; Vampola, T.
Velopharyngeal insufficiency is modeled in frequency domain by the transfer matrix method in connection with conical acoustical elements. The vocal tract is considered as a branched system with two nasal ducts. The influence of viscous losses and radiation impedance both at the level of the lips and at the level of the nostrils are considered. Configuration of the vocal tract corresponds to the vowel /a:/. The modal analysis is performed and the results are compared with those gained from 3D FEM models.
|
|
|
PROBLÉMY MATEMATICKÉHO MODELOVÁNÍ PĚVECKÉHO FORMANTU
Radolf, Vojtěch
Tento příspěvek spadá svým obsahem do oblasti akustiky v biomechanice. Ve spolupráci s foniatrickými pracovišti v ČR byly již dříve vytvořeny prostorové a následně zjednodušené geometrické modely akustických vokálních dutin člověka při fonaci samohlásek. Na těchto modelech byly zjišťovány dynamické charakteristiky pomocí různých matematických modelů. Jedním z cílů projektu, v rámci kterého tato práce vznikla, je i výzkum výrazného rezonančního vrcholu v oblasti okolo 3 kHz ve spektru hlasu operních zpěváků, tzv. pěveckého formantu. Ten podle dosavadních výzkumů vzniká zřejmě shlukem třetího, čtvrtého a pátého formantu. Naše jednodimenzionální (myšleno z hlediska předpokládaného šíření zvukových vln, nikoliv z hlediska geometrického uspořádání) matematické modely byly navrženy s cílem obecně nalézt takovou konfiguraci akustických dutin, při které dojde k vybuzení předem definovaných akustických rezonancí. Jedná se o tzv. ladění formantů. Pomocí těchto modelů byla tedy modelována i úloha nalézt geometrii vokálního traktu vhodnou pro vznik pěveckého formantu.
|
|
|
Optimalizace rezonančních vlastností vokálního traktu člověka změnou průřezů i délek akustických elementů
Radolf, Vojtěch
Téma příspěvku je zaměřeno na optimalizační možnosti geometrického tvaru vokálního traktu člověka. Optimalizační proces je vytvořen tak, aby nalezl určitou konfiguraci akustických dutin, v reálných mezích daných fyziologií člověka, která vede k vybuzení předem definované akustické rezonance. Zvláště zajímavá je frekvenční oblast mezi třetím až pátým formantem, která je důležitá pro barvu hlasu a zejména pak pro zpěvný hlas (tzv. pěvecký formant). V práci jsou na konkrétním příkladu porovnány dvě různé 1D optimalizační metody z hlediska výpočetního času a přesnosti řešení. Jedná se o obecnou numerickou metodu hledání minima cílové funkce a energetický iterační postup s použitím bezrozměrných citlivostních funkcí. Variovány byly délky i plochy průřezů jednotlivých kuželových elementů.
|
|
|
1D model vokálního a nasálního traktu člověka
Radolf, Vojtěch ; Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
Příspěvěk pojednává o užití metody přenosových matic při výpočtu akustických charakteristik lidského vokálního traktu ve spojení s nasálním traktem. Systém modeluje vliv velofaryngeální nedostatečnosti na tvorbu české samohlásky /a/. Výhodou metody je značné zkrácení výpočtových časů ve srovnání s výpočty pomocí 3D MKP modelů. Model akustických prostor je vytvořen pomocí válečkových elementů. Výpočet je proveden pro periodický "L-F" signál vstupující na úrovni hlasivek, výstupem je časový průběh akustického tlaku a objemové rychlosti na úrovni nosu a úst. Výsledné přenosové funkce traktu jsou porovnány s výpočty provedenými pomocí 3D MKP modelu.
|
|
| |
|
|
Acoustic modal analysis of male vocal tract for Czech vowels
Dedouch, K. ; Horáček, Jaromír ; Vampola, T. ; Švec, J. G. ; Kršek, P. ; Havlík, R.
Acoustic frequency-modal characteristics of six finite element models of a male vocal tract are presented and analysed. The FE models correspond to the vocal tract geometries for the Czech vowels /a/, /e/, /i/, /o/, /u/ and /y/ were obtained using the magnetic resonance imaging technique. The computed results of the acoustaic modal analysis are in a reasonable agreement with the data on formants known form the Czech phonetic literature.
|
|
|
Measurement of acoustic pressure in supraglottal spaces
Vokřál, J. ; Vohradník, M. ; Horáček, Jaromír
The aim is the measurement of acoustic pressure in supraglottal acoustic spaces by miniature microphones. The microphone was placed at the end of laryngeal wire applicator and its position was changed continually from the mouth to the vocal folds. This sources of acoustic signal were used: the own voice - vowels ´A´ and ´E´, and the electronic laryns. Natural frequencies nad acoustic mode shapes of the air vibration were investigated.
|
host ::
RSS.