|
| |
|
|
Computer modeling of effects of vocal exercising with a tube on vocal tract sound power transfer
Horáček, Jaromír ; Vampola, T. ; Laukkanen, A. M. ; Švec, J. G.
Two 3D finite element (FE) models were constructed, based on CT measurements of a subject phonating on [a:] before and after phonation into a tube. Acoustic analysis was performed exciting the models by acoustic flow velocity at the vocal folds. The generated acoustic pressure of the response was computed in front of the mouth and inside the vocal tract for both FE models. Average amplitudes of the pressure oscillations inside the vocal tract and in front of the mouth were compared to display a cost-efficiency of sound energy transfer at different formant frequencies. Comparison of the pressure oscillation inside and outside the vocal tract showed that formants differ in their efficiency, F4 (at about 3.5 kHz, i.e. at the speaker’s or singer’s formant region) being the most effective. The results suggest that exercising on semi-occlusions help in improving the vocal economy.
|
|
|
FE model of the human vocal folds considering fluid-structure interaction
Švancara, P. ; Horáček, Jaromír ; Hrůza, V.
The study presents three-dimensional finite element (FE) model of flow induced oscillations of the human vocal folds in interaction with acoustic processes in the simplified vocal tract model. The FE model includes vocal folds pretension before phonation, large deformations of the vocal fold tissue, vocal folds contact, fluid-structure interaction, morphing the fluid mesh according the vocal folds motion, unsteady viscous compressible airflow and airflow separation during the glottis closure. Fluid-structure interaction is solved using partitioned approach, where the results of solution for the flow are transferred as loads on the vocal folds surface, then the vocal folds motion is computed and then again the equations for the flow are solved. Numerical results confirmed that the developed model can be used for simulation of the vocal folds self-oscillations, and especially for numerical simulations of quantities that are difficult to measure in clinical research.
|
|
|
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.
|
|
|
Napěťová analýza lidských hlasivek
Vampola, T. ; Horáček, Jaromír
Byl vyvinut plně parametrický 3D MKP model lidského hrtanu, který byl použit pro numerické simulace napětí v kmitajících hlasivkách při jejich rázech. Komplexní model sestává z hlasivek, ariteroidních chrupavek a prstencové a štítné chrupavky. Hlasivky jsou modelovány jako třívrstvý ortotropní materiál. Jsou uvedeny výsledky numerických simulací vibrací hlasivek buzených předepsaným mezihlasivkovým aerodynamickým tlakem. Pro modelování rázů hlasivek jsou použity kontaktní elementy a jsou počítána hlavní a smyková napětí v časové oblasti na povrchu a uvnitř hlasivkové tkáně. Výsledky ukazují významná dynamická napětí ve všech třech směrech (horizontální, vertikální a předozadní) a srovnatelná maximální Von Misesova napětí pro fázi otevření i uzavření mezihlasivkové štěrbiny během pohybu hlasivek.
|
|
|
Pěvecký formant: Předběžné výsledky vyhodnocení snímků z magnetické rezonance a akustických záznamů při fonaci zpěváků
Švec, J. ; Herbst, C. ; Havlík, R. ; Horáček, Jaromír ; Krupa, P. ; Lejska, M. ; Miller, D.G.
Pěvecký formant představuje žádoucí kvalitu v operním zpěvu. Příspěvek se zabývá strategiemi dvou operních zpěváků, používaných pro realizaci pěveckého formantu. Subjekty fonovaly samohlásky /a:/ a /e:/ bez a s pěveckým formantem při stejné základní frekvenci. Změny ve tvaru vokálního traktu byly sledovány s použitím metody magnetické rezonance a rozdíly v akustické kvalitě hlasu byly analyzovány pomocí spekter ze zvukových nahrávek. Pro operní zpěv ze snímků magnetické rezonance vyplynulo: a) snížení hrtanu, b) zvýšení měkkého patra, c) zploštění tvaru jazyka, d) narovnání páteře. Ze spektrogramu bylo zjištěno snížení formantových frekvencí a jejich klastrování, ale použitá strategie byla pro obě samohlásky i oba zpěváky jiná. Data naznačují, že různé anatomické dispozice zpěváků vedou k různým strategiím optimalizace hlasové kvality.
|
|
| |
|
| |
|
|
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.
|
host ::
RSS.