|
|
Modální analýza modelů hlasivek se soustředěnými parametry
Lekeš, Filip ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hájek, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá modální analýzou vytvořených výpočtových modelů lidských hlasivek. Jedná se o konečnoprvkový a analytický model, kde hodnoty prvních vlastních frekvencí spadají do rozmezí pro mužské hlasivky. Rešeršní část práce se věnuje biomechanice lidského hlasu, na kterou navazuje přehled výpočtových modelů. Konečnoprvkový model je kompletně vytvořen a vyřešen v komerčním programu ANSYS Workbench, který využívá k simulaci konkrétní úlohy metodu konečných prvků. K řešení analytického modelu se naopak použije volně dostupný programovací jazyk Python. Analýza výsledků a srovnání přístupů patří mezi hlavní cíle předložené práce. Navržený analytický model může sloužit budoucím studentům k detailnějšímu pochopení problematiky kmitání lidských hlasivek.
|
|
|
Využití metody konečných prvků pro modelování pohybu a napjatosti hlasivek při nastavování do fonačního postavení
Šíbl, Michal ; Šidlof,, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá využitím metody konečných prvků pro modelování pohybu a napjatosti hlasivek při nastavování do fonačního postavení. Práce obsahuje popis relevantních anatomických struktur a s tím úzce související tvorby lidského hlasu. Následuje přehled některých dosud publikovaných modelů funkce lidských hlasivek. Součástí práce dále bylo vytvoření modelu geometrie hrtanu pomocí programů CATIA V5 a PTC Creo 2.0 na základě dat pořízených zobrazovací metodou MRI (magnetic resonance imaging). Model byl dále převeden do výpočtového systému Ansys Workbench 15.0 a pro řešení kontaktní úlohy do Ansys Classic 15.0. Tyto programy využívají pro řešení dané úlohy metodu konečných prvků (MKP). Řešení bylo provedeno pro šest variant simulujících jednotlivé pohyby chrupavek odpovídající aktivaci jednotlivých svalů. U jednotlivých variant byly vyhodnoceny posuvy a napětí v měkké tkáni hlasivek. U varianty s aktivací IA, TA a LCA svalu byl také vyhodnocen kontaktní tlak mezi hlasivkami. V neposlední řadě je v práci uvedena příprava modelu pro aktivaci pohybu hlasivek svalstvem hrtanu.
|
|
| |
|
|
Computational modelling of stress and strain of the human vocal folds during setting up to phonation position
Sádovská, Terézia ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
This master‘s thesis deals with computational modelling of human vocal folds in phonation position using finite element method. There are described larynx anatomy, voice generation theories and overview of so far published computational models of vocal folds. Next part of the paper deals with a redesign of vocal folds and soft tissues‘ geometry, creation of finite element mesh and implementation of active stress in thyroarytenoid muscle. The problem was solved using Ansys 19.2 software. Computation of stress and deformation of soft tissues in phonation position has been made for 7 variations with different combination of active cartilages and muscles. Lastly, there was evaluated an effect of different cartilages and active muscle stress to final stress and deformation of soft tissues of vocal folds.
|
|
|
Výpočtové modelování interakce kmitajících hlasivek s proudem vzduchu
Pavlica, Ondřej ; Matug, Michal (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu funkce lidských hlasivek. Algoritmus výpočtu zahrnuje interakci hlasivek s proudem vzduchu. Součástí práce jsou modální analýzy strukturního a akustického prostředí, rešeržní studie funkce hlasivek a přehled vybraných doposud publikovaných výpočtových modelů. Analýza výsledků dosažených simulačním výpočtovým modelováním se zaměřuje na tlakové a rychlostní poměry pod, mezi a nad hlasivkami, pohyb hlasivek, průběhy napětí v jednotlivých vrstvách hlasivek a posouzení vlivu tloušťky tkání na výsledné chování hlasivek.
|
|
|
Výpočtové modelování šíření lidského hlasu vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy
Švarc, Martin ; Pellant, Karel (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Následující diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu pro šíření akustických vln lidským vokálním traktem a následně prostorem okolo hlavy člověka. Detailní zmapování akustického pole okolo hlavy člověka je důležité pro zpřesnění měření lidského hlasu. Součástí práce je tvorba trojrozměrného konečně-prvkového modelu lidské hlavy a vokálního traktu při fonaci samohlásky /:a/ na základě dat z výpočtové tomografie, dále rešeršní studie funkce vokálního traktu, biomechanika tvorby lidského hlasu, přehled doposud v literatuře publikovaných výpočtových modelů a v literatuře uváděných měření šíření hlasu lidským vokálním traktem a v prostoru okolo hlavy. Následuje samotné výpočtové řešení šíření akustických vln od hlasivek skrz vokální trakt a prostorem okolo hlavy člověka při uvažování akustické absorpce na stěnách vokálního traktu a na pokožce hlavy pro různé typy buzení. Výsledky jsou porovnány s doposud publikovanými měřeními šíření lidského hlasu a analyzují se hlavně zkreslení frekvenčních spekter v jednotlivých bodech v prostoru okolo hlavy a v její blízkosti kam se obvykle umisťují snímací mikrofony. Výsledků výpočtového modelování bude možné eventuálně využít pro frekvenční korekce pro různé polohy mikrofonů snímající šíření hlasu při jeho diagnostice, řeči nebo zpěvu.
|
|
| |
|
|
Výpočtové modelování šíření slizniční vlny u lidských hlasivek
Vintr, Lukáš ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Cílem práce je na modelu hlasivky provést analýzu vlivu materiálových parametrů jednotlivých vrstev tkáně hlasivek na šíření slizniční vlny. Nejdříve je na základě literatury uveden stručný přehled současných přístupů při experimentálním a výpočtovém modelování šíření slizniční vlny. Dále je pak pomocí modální analýzy zkoumán vliv modulu pružnosti v tahu epitelu a povrchové laminy proprii na vlastní frekvence a tvary kmitů. Šíření slizniční vlny bylo následně analyzováno pomocí přechodové analýzy jako odezva hlasivky na rázové buzení silou na spodní část hlasivky. Byl vyhodnocován vliv materiálových parametrů na amplitudu a rychlost šíření slizniční vlny po povrchu hlasivky. V závěru práce je uvedeno doporučení, dle zaznamenaných výsledků, použít nižší moduly pružnosti v tahu povrchové laminy proprii v modelech s interakcí s proudem vzduchu, protože je zde mnohem výraznější šíření slizniční vlny odpovídající chování skutečných lidských hlasivek.
|
|
|
Hmotové modely hlasivek buzené harmonicky
Řeřuchová, Ivana ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hájek, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce náleží do oblasti bioakustiky a biomechaniky hlasu. Zabývá se modelováním jednoduchých analytických modelů hlasivek, konkrétně jejich vynuceným kmitáním pomocí budicích sil s harmonickým průběhem. Součástí práce je i anatomie dýchacího a hlasového ústrojí a popis základních teorií tvorby hlasu, na kterou navazuje přehled hmotových výpočtových modelů hlasivek.
|
|
|
Finite element modal analysis of a silicone vocal fold filled with fluid
Hájek, P. ; Radolf, Vojtěch ; Horáček, Jaromír ; Švec, J. G.
A three dimensional (3D) finite element (FE) model of a silicone vocal fold (VF) filled with fluid is presented here. The silicone part of the model is based on partial differential equations of the continuum mechanics and consider large deformations. The fluid domain encapsulated in the silicone VF is defined semianalytically as a lumped-element model describing the fluid in hydrostatic conditions. The elongated and pressurized silicone VF was subjected to perturbed modal analysis. Results showed that the choice of the fluid inside the VF substantially influences the natural frequencies. Namely, the water-filling lowers the natural frequencies approximately by half over the air-filling. Besides, the procedure of reverse engineering for obtaining the geometry of the VF from already 3D-printed mold is introduced.
|
host ::
RSS.