|
|
Využití metody přenosových matic při řešení modálních charakteristik vokálního traktu
Meisner, Patrik ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hájek, Petr (vedoucí práce)
V první části této bakalářské práce je popsána anatomie vokálního traktu, tvorba hlasu a jeho modifikace. V závěru první části jsou uvedeny některé patologie. Obsahem druhé části jsou dříve publikované výpočtové modely vokálního traktu a následně řešena metoda přenosových matic pro českou samohlásku [u:]. Metodou přenosových matic je provedena modální analýza, jejímž výstupem jsou první tři vlastní frekvence. Tyto vypočtené frekvence jsou následně porovnávány s hodnotami v literatuře a s hodnotami získanými metodou konečných prvků.
|
|
|
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.
|
|
|
Využití metody přenosových matic při řešení modálních charakteristik vokálního traktu
Meisner, Patrik ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hájek, Petr (vedoucí práce)
V první části této bakalářské práce je popsána anatomie vokálního traktu, tvorba hlasu a jeho modifikace. V závěru první části jsou uvedeny některé patologie. Obsahem druhé části jsou dříve publikované výpočtové modely vokálního traktu a následně řešena metoda přenosových matic pro českou samohlásku [u:]. Metodou přenosových matic je provedena modální analýza, jejímž výstupem jsou první tři vlastní frekvence. Tyto vypočtené frekvence jsou následně porovnávány s hodnotami v literatuře a s hodnotami získanými metodou konečných prvků.
|
|
|
Using the proper orthogonal decomposition analysis for detecting pathologic vocal fold vibration
Štorkán, J. ; Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
A three-dimensional (3D) finite element (FE) fully parametric model of the human larynx based on computer tomography (CT) measurements was developed and specially adapted for numerical simulation of vocal folds vibrations with collisions. The complex model consists of the vocal folds, arytenoids, thyroid and cricoid cartilages. The vocal fold tissue is modeled as a four layered material where part of the cover was substituted by a liquid layer modelling the superficial layer of lamina propria. The proper orthogonal decomposition (POD) analysis of the excited modes of vibration was used for detecting changes in vibration properties of the vocal folds caused by pathologic changes of vocal fold structure (vocal nodule).
|
|
|
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.
|
|
|
Numerical simulation of video-kymographic records of the vocal fold vibration
Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
The reconstruction of the video-kymographic records from the numerical simulation of the vocal fold vibration is used for prediction of the type of vocal fold damaged. Three-dimensional (3D) finite element (FE) fully parametric model of the human larynx was developed and used for numerical simulation of stresses during vibrating vocal folds with collisions. The complex model consists of the vocal folds, arytenoids, thyroid and cricoid cartilages. The vocal fold tissue is modeled as a three layered transversal isotropic material. The results of numerical simulation of the vocal folds oscillations excited by a prescribed intraglottal aerodynamic pressure are presented. The FE contact elements are used for modelling the vocal folds collisions and the stresses in the vocal fold tissue are computed in time domain. The damaged of the ligament tissue is simulated by the modification of the modulus of elasticity. The video-kymographic records are reconstructed for health and damaged vocal folds. The results show significant dynamic stresses in all there directions (horizontal, vertical and anterior-posterior).
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Objemový model lidských hlasivek
Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
V článku je popsána tvorba 3D konečněprvkového modelu skutečných lidských hlasivek v definovaném fonačním postavení. Model byl vytvořen na základě CT snímků sádrového odlitku hrtanu, získaného speciální metodou při experimentech s preparáty hrtanů, když fonace způsobená proudem vzduchu byla náhle přerušena beze změny pozice fixovaného hrtanu. Model je určen pro studium dynamických napětí v hlasivkové tkáni během rázů hlasivek.
|
host ::
RSS.