|
|
Numerické modelování kmitání hlasivek
Michálek, Jakub ; Velímský, Jakub (vedoucí práce) ; Hron, Jaroslav (oponent)
Název práce: Numerické modelování kmitání hlasivek Autor: Mgr. Bc. Jakub Michálek Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí diplomové práce: RNDr. Jakub Velímský, Ph. D., katedra geofyziky Abstrakt: Vytvořil jsem 2D model kmitání hlasivek vybuzeného interakcí s prou- dící tekutinou (FSI model). Použil jsem přitom teorii velkých deformací struktury. Proudění bylo modelováno jako viskózní nestlačitelná tekutina. Numerický pro- blém byl řešen metodou konečných prvků (FEM) s použitím zobecněné Lagrange- ovy-Eulerovy (ALE) metody. Model zachycuje předfonační režim bez kontaktu hlasivek a stavy bezprostředně vedoucí ke kontaktu hlasivek. Porovnal jsem ča- sovou závislost veličin zjištěných na senzorech připoutaných na hlasivku, určil jsem její frekvenční charakteristiku a porovnal výsledky s modální analýzou. Ná- sledně jsem zpracoval parametrickou studii závislosti kmitání na vstupní rychlosti vzduchu, předfonační vzdálenosti hlasivek a jejich pružnosti. Parametrická stu- die potvrzuje, že jak dostatečné zvýšení vstupní rychlosti vzduchu, tak dostatečné zúžení hlasivkové štěrbiny vedou k začátku fonace. Parametrická studie také uka- zuje, že změna elastických parametrů má podobný dopad na posun spektra jak pro FSI model, tak pro modální analýzu. Klíčová slova: Hlasivky, velké deformace, metoda konečných prvků
|
|
|
Konečnoprvková 2D formulace vibrací elastické struktury při velkých deformacích
Michálek, Jakub ; Horáček, Jaromír (vedoucí práce) ; Matyska, Ctirad (oponent)
Práce se věnuje numerickému řešení pohybu hlasivky při velkých výchylkách, zatímco dosavadní práce uvažují zpravidla pouze malé výchylky. Uvažovaná geometrie hlasivky odpovídá nejjednodušší situaci fistule, kdy sledujeme jednu izolovanou hlasivku. Hlasivku uvažujeme obecně jako nelineární a neizotropní kontinuum ve 2D prostoru. Pro demonstraci funkčnosti modelu pak numericky simulujeme chování hlasivky s lineární konstituční rovnicí. Hlasivku modelujeme metodou konečných prvků s kvadratickými prvky, a to při statickém a dynamickém zatížení povrchu. Ukazujeme, že pro simulaci deformace hlasivkové tkáně je třeba uvažovat rovnice s velkými výchylkami. Numerickou simulaci hlasivky lze využít např. při konstrukci umělých hlasivek, a při optimalizaci jejich funkce. Porozumění fonačnímu mechanismu je rovněž podstatné pro zjištění příčin onemocnění jako jsou hlasové uzlíky a pro položení vědeckých základů pro foniatrii a pěveckou výuku. Práce je interdisciplinární a skládá dohromady poznatky z mechaniky kontinua, anatomie a pěvecké výuky.
|
host ::
RSS.