Analysis on fluid-structure-acoustic interaction of vocal fold vibration and sound generation

声带振动与发声的流固声相互作用分析

基本信息

  • 批准号:
    20K14648
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度は主に,2つの質点をバネとダンパーで接続した単純声帯モデルに対して,流体-構造-音響連成解析を行うことにより,提案手法の妥当性を検証した.声帯ひだの振動解析に関しては質点とバネに単純化することで計算効率を上げ,これまで種々の解析が行われてきた単純形状に対する流体解析を行うことにより,計算精度を検証しつつ,音まで十分な精度で解析できていることを確認しながら解析を進めた.気流解析の精度については,M5モデルと呼ばれる単純形状モデルに対する先行研究の表面圧力分布計測結果を用いて,剥離点まで表面圧力が十分な精度で計算できていることを確認した.その後,左右の声帯ひだの弾性率を変化させて左右非対称の振動が生まれた際に,3次元的な気流が,どの程度振動特性に影響を与えるのか調べた.この時,先行研究でよく用いられる1次元のベルヌーイの定理を用いたモデルと比較した.その結果,3次元気流解析と1次元モデルの結果はほとんど同じ傾向を示し,声帯の振動様式から発生音の声質まで,1次元気流モデルでも上気道の気流の圧縮性を考慮すれば十分な精度で解析できることがわかった.また,これらの結果は,声帯の振動様式に関して,気流の3次元性よりも声帯の生体組織をどのようにモデル化するのかが重要であることを示唆しており,今後は声帯ひだの複雑な形状や非線形的な変形様態に注力して解析を進めていく.得られた研究成果は2回の国際会議で発表し,米音響学会誌の学術論文として掲載された.
This year, the appropriateness of the proposed method was verified by the analysis of fluid-structure-sound connection. The analysis of vibration in acoustic band is related to particle size, purity and calculation efficiency. The analysis of vibration in acoustic band is related to particle size, purity and shape. The analysis of fluid in acoustic band is related to calculation accuracy. The accuracy of gas flow analysis is very high. The measurement results of surface pressure distribution of previous research are used to confirm the accuracy of calculation of surface pressure distribution of peeling point. After that, the left and right acoustic bands and the right and left asymmetric vibrations are generated, and the three-dimensional flow is generated, and the degree of vibration characteristics is affected. In this case, the first study is to use the theory of the first dimension to compare the results. The results of the three-dimensional gas flow analysis and the first-dimensional gas flow analysis show that the vibration mode of the acoustic band is different from the acoustic quality of the generated sound, and the compression property of the first-dimensional gas flow is considered. As a result, the vibration mode of the acoustic band is related to the three-dimensional characteristics of the acoustic band and the biological organization of the acoustic band. The research results obtained have been presented at two international conferences, and academic papers published in the journal of the Mi Acoustics Society have been published.

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A fully coupled fluid-structure-acoustic interaction simulation on reed-type artificial vocal fold
簧片式人工声带全耦合流固声相互作用仿真
  • DOI:
    10.1016/j.apacoust.2021.108339
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Yoshinaga;T.;Arai;T.;Inaam;R.;Yokoyama; H.;Iida;A.
  • 通讯作者:
    A.
円筒型声道を付したリード式人工声帯の流体-構造-音響連成シミュレーション
圆柱形声道导联式人工声带的流固声耦合仿真
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉永司;荒井隆行;Inaam R.;横山博史;飯田明由
  • 通讯作者:
    飯田明由
無声両唇破裂音/p/の発音を再現する口腔モデルの構築
再现清双唇爆破音 /p/ 发音的口腔模型的构建
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田平拡大;飯田 明由;吉永 司
  • 通讯作者:
    吉永 司
狭窄を有する声道内の気流と音がリード式人工声帯の振動様式に与える影響
狭窄声道内气流和声音对簧片式人工声带振动模式的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉永司;荒井隆行;横山博史;飯田明由
  • 通讯作者:
    飯田明由
Hysteresis of aeroacoustic sound generation in the articulation of [s]
  • DOI:
    10.1063/5.0020312
  • 发表时间:
    2020-10-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yoshinaga, Tsukasa;Nozaki, Kazunori;Iida, Akiyoshi
  • 通讯作者:
    Iida, Akiyoshi
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吉永 司其他文献

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原位可视化的自适应时间采样方法
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岡 義昭;林 賢悟;坂本 尚久;野中 丈士;吉永 司;野崎 一徳
  • 通讯作者:
    野崎 一徳
大規模数値計算結果の時空間分布変化を考慮した適応的In-Situ可視化
考虑大规模数值计算结果时空分布变化的自适应原位可视化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岡 義昭;林 賢悟;坂本 尚久;野中 丈士;吉永 司;野崎 一徳
  • 通讯作者:
    野崎 一徳
スーパーコンピュータ向け科学的可視化
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山岡 義昭;林 賢悟;坂本 尚久;野中 丈士;吉永 司;野崎 一徳;坂本 尚久
  • 通讯作者:
    坂本 尚久
集束形状型マイクロジェット貫入による軟質材料内応力場の可視化
通过聚焦微射流穿透实现软材料应力场的可视化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉永 司;荒井 隆行;横山 博史;飯田 明由;河合 脩真,宮崎 優太,武藤 真和,田川 義之
  • 通讯作者:
    河合 脩真,宮崎 優太,武藤 真和,田川 義之

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    2023
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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    22KK0238
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    2023
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

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    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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