|
|
Výpočtové modelování samobuzeného kmitání lidských hlasivek
Hájek, Petr ; Šidlof,, Petr (oponent) ; Radolf, Vojtěch (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Disertační práce popisuje simulaci lidské fonace ve smyslu posledních teorií. Fonace je zde uvažována jako obousměrná fluidně-strukturně-akustická interakce, u níž je interakce mezi všemi fyzikálními prostředími realizována díky použití nestacionárních viskózních stlačitelných Navier-Stokesových rovnic. V první části je položen teoretický základ, který se týká posledních přístupů ve výpočtovém modelování lidské fonace, nejdůležitějších a základních teorií o tvorbě lidského hlasu a klíčových aspektů lidské anatomie, fyziologie a patologie. Diskutována je také evaluace hlasových parametrů. Druhá část práce je hloubkovou analýzou simulace fonace na rovinném výpočtovém modelu. Jeho základní koncept vychází z algoritmů navržených na Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky. Vytvořené modely jsou schopny reprodukovat zvuk všech českých samohlásek a nejpoužívanější vyhodnocované parametry velmi blízko fyziologickému rozmezí. Simulace patologie, Reinkeho edému, je demonstrována, aby mohl být prozkoumán její vliv na zvuk samohlásek. Prostorový výpočtový model fonace je uveden ve třetí části. I na něm jsou simulovány všechny české samohlásky, které jsou srovnány s výsledky z rovinného modelu a z publikovaných měření. Prostorový model slouží jako výchozí bod k řešení výpočtu s podélným napětím hlasivek, které je obsahem poslední části práce. Třebaže jsou všechny modely naladěny spíše na tišší fonaci, výsledky souhlasí s důležitými fyziologickými jevy. Z důvodu značné výpočtové náročnosti prostorového modelu s předpětím je v práci představen i hybridní rovinný model s předepjatými hlasivkami. Mimořádná pozornost je věnována samobuzenému kmitání hlasivek. Je ukázáno, že rovinný model není takové oscilace schopen reprodukovat, přestože se podařilo délku jeho oscilací významně prodloužit. Kmitání prostorového modelu je, na druhé straně, stabilní bez jevů provázejících utlumení kmitání. Dá se předpokládat, že prostorový model dokáže v současné verzi skutečně reprodukovat samobuzené oscilace, jakož základní princip přítomný během lidské fonace.
|
|
|
Analýza inerčního odlučovače částic na vstupu vzduchu do turbovrtulového motoru
Skála, Adam ; Doupník, Petr (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá nasátím cizích částic do turbovrtulového motoru GE H80 v zástavbě letounu Let L-410 Turbolet. Cílem studie je vytvořit postup numerické simulace pohybu částic v prostoru motoru. Tento postup může být uplatněn při návrhu Inerčního odlučovače částic. Práce obsahuje kalibrační úlohu proudění přes schod, která ověřila platnost použitého postupu. Druhá část pojednává o nastavení numerického výpočtu proudového pole. Poslední část práce je věnována trasování částic uvnitř motoru. Simulované trajektorie částic jsou vizuálně zkoumány a data o dopadu částic na rotor kompresoru jsou korelovány se skutečným poškozením.
|
|
|
Výpočtové modelování samobuzeného kmitání lidských hlasivek
Hájek, Petr ; Šidlof,, Petr (oponent) ; Radolf, Vojtěch (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Disertační práce popisuje simulaci lidské fonace ve smyslu posledních teorií. Fonace je zde uvažována jako obousměrná fluidně-strukturně-akustická interakce, u níž je interakce mezi všemi fyzikálními prostředími realizována díky použití nestacionárních viskózních stlačitelných Navier-Stokesových rovnic. V první části je položen teoretický základ, který se týká posledních přístupů ve výpočtovém modelování lidské fonace, nejdůležitějších a základních teorií o tvorbě lidského hlasu a klíčových aspektů lidské anatomie, fyziologie a patologie. Diskutována je také evaluace hlasových parametrů. Druhá část práce je hloubkovou analýzou simulace fonace na rovinném výpočtovém modelu. Jeho základní koncept vychází z algoritmů navržených na Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky. Vytvořené modely jsou schopny reprodukovat zvuk všech českých samohlásek a nejpoužívanější vyhodnocované parametry velmi blízko fyziologickému rozmezí. Simulace patologie, Reinkeho edému, je demonstrována, aby mohl být prozkoumán její vliv na zvuk samohlásek. Prostorový výpočtový model fonace je uveden ve třetí části. I na něm jsou simulovány všechny české samohlásky, které jsou srovnány s výsledky z rovinného modelu a z publikovaných měření. Prostorový model slouží jako výchozí bod k řešení výpočtu s podélným napětím hlasivek, které je obsahem poslední části práce. Třebaže jsou všechny modely naladěny spíše na tišší fonaci, výsledky souhlasí s důležitými fyziologickými jevy. Z důvodu značné výpočtové náročnosti prostorového modelu s předpětím je v práci představen i hybridní rovinný model s předepjatými hlasivkami. Mimořádná pozornost je věnována samobuzenému kmitání hlasivek. Je ukázáno, že rovinný model není takové oscilace schopen reprodukovat, přestože se podařilo délku jeho oscilací významně prodloužit. Kmitání prostorového modelu je, na druhé straně, stabilní bez jevů provázejících utlumení kmitání. Dá se předpokládat, že prostorový model dokáže v současné verzi skutečně reprodukovat samobuzené oscilace, jakož základní princip přítomný během lidské fonace.
|
|
|
Three-dimensional numerical analysis of Czech vowel production
Hájek, P. ; Švancara, P. ; Horáček, Jaromír ; Švec, J. G.
Spatial air pressures generated in human vocal tract by vibrating vocal folds present sound sources of vowel production. This paper simulates phonation phenomena by using fluid-structure-acoustic scheme in a three-dimensional (3D) finite element model of a Czech vowel [o:]. The computational model was composed of four-layered M5-shaped vocal folds together with an idealized trachea and vocal tract. Spatial fluid flow in the trachea and in the vocal tract was obtained by unsteady viscous compressible Navier-Stokes equations. The oscillating vocal folds were modelled by a momentum equation. Large deformations were allowed. Transient analysis was performed based on separate structure and fluid solvers, which were exchanging loads acting on the vocal folds boundaries in each time iteration. The deformation of the fluid mesh during the vocal fold oscillation was realized by the arbitrary Lagrangian-Eulerian approach and by interpolation of fluid results on the deformed fluid mesh. Preliminary results show vibration characteristics of the vocal folds, which correspond to those obtained from human phonation at higher pitch. The vocal folds were self-oscillating at a reasonable frequency of 180 Hz. The vocal tract eigenfrequencies were in the ranges of the formant frequencies of Czech vowel [o:] measured on humans, during self-oscillations the formants shifted to lower frequencies.
|
|
|
Analýza inerčního odlučovače částic na vstupu vzduchu do turbovrtulového motoru
Skála, Adam ; Doupník, Petr (oponent) ; Popela, Robert (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá nasátím cizích částic do turbovrtulového motoru GE H80 v zástavbě letounu Let L-410 Turbolet. Cílem studie je vytvořit postup numerické simulace pohybu částic v prostoru motoru. Tento postup může být uplatněn při návrhu Inerčního odlučovače částic. Práce obsahuje kalibrační úlohu proudění přes schod, která ověřila platnost použitého postupu. Druhá část pojednává o nastavení numerického výpočtu proudového pole. Poslední část práce je věnována trasování částic uvnitř motoru. Simulované trajektorie částic jsou vizuálně zkoumány a data o dopadu částic na rotor kompresoru jsou korelovány se skutečným poškozením.
|
|
| |
|
|
Numerical simulation of turbulent compressible flows
Trefilík, J. ; Kozel, Karel ; Příhoda, Jaromír
The work deals with the development of numerical methods for simulation of subsonic and transonic turbulent flow over the DCA 20% profile in a cascade configuration with a zero stagger angle. Numerical results for compressible subsonic flow for Mach numbers M1 = 0.35 and 0.5 are compared with respekt to two different used turbulence models. A special attention was paid to modelling of the separation region near the trailing edge of profile.
|
|
| |
|
| |
|
|
Numerické řešení dvoufázového proudění při interakci statoru a rotoru
Halama, Jan ; Fořt, Jaroslav
Práce se zabývá numerické řešením 2D nestacionárního stlačitelného proudění směsi páry a zkondenzovaných kapek v turbínovém stupni. Výchozí rovnice zahrnuj í Eulerovy rovnice pro popis proudění směsi a transportní rovnice pro integrální parametry popisující celé spektrum kapek (Hillova aproximace). Výpočetní ob last je tvořena několika statorovými a rotorovými mezilopatkovými kanály tak, aby byla zajištěna periodicita řešení. Statorová a rotorová část je spojena po mocí tzv. 'interface cells' navržených Gilesem. Numerická metoda je založena na metodě rozkladu (Strang), pro část konvekce je použita numerická metoda s La xovým-Wendroffovým schématem doplněným o umělou disipaci, část kondenzace je řešena dvoustupňovou Rungeovou-Kuttovou metodou. První numerické výsledky jsou diskutovány.
|
host ::
RSS.