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Experimentelle Untersuchung der Fluid-Struktur-Akustik Wechselwirkung von Einschicht- und Mehrschichtmodellen menschlicher Stimmlippen - Aktives Modell (IPAT)

人类声带单层和多层模型的流体-结构-声学相互作用的实验研究-主动模型（IPAT）

基本信息

批准号：
47100213
负责人：
Professor Dr.-Ing. Stefan Becker
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Strömungsmechanik (LSTM)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Units
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/47100213?language=en
关键词：
Experimentelle Untersuchung der Fluid Struktur

项目摘要

Der Mensch erzeugt seinen primären Stimmklang im Kehlkopf mittels einer komplexen Wechselwirkung zwischen der Strömung der ausgeatmeten Luft und den angeströmten, schwingenden Stimmlippen. Der Prozess ist sehr empfindlich gegenüber Störungen und Änderungen von Randbedingungen und elastischen Gewebeeigenschaften. In der ersten Antragsphase haben wir das Aktive Modell der Forschergruppe aufgebaut. Dies ist ein Kanal mit regelbarer Luftströmung, in dem wir künstliche Stimmlippen aus homogenem Silikon zur Schwingung angeregt haben. Dabei zeigte sich, dass besonders die geometrische Form des supraglottalen Raums die Fluid-Struktur-Interaktion und die daraus resultierende Schallabstrahlung beeinflusst. Das Phänomen hat seine Ursache in der Dreidimensionalität des supraglottalen Strömungs- und Druckfeldes und kann nicht durch Resonanzen eines offenen Resonators erklärt werden.In der kommenden Antragsphase soll die Strömung oberhalb der Glottis für Konfigurationen mit und ohne künstliche „Taschenfalten“ untersucht werden. Wir werden im Aktiven Modell ein Strömungs- bzw. Druckfeld induzieren, das eine Wechselwirkung zwischen Fluid und Struktur zulässt und zu einer tonbildenden Stimmlippenschwingung führt. Mit zeitaufgelösten Messverfahren (High-Speed- Particle-Image-Velocimetry, instationärer Druckmessung, Laservibrometer und Hochgeschwindigkeits-Kamera) werden wir die Strukturschwingung und die Strömung untersuchen und mit dem abgestrahlten Schallfeld in Beziehung setzen. Wir wollen die bisher einschichtigen Modelle verfeinern und die Schwingungen mehrschichtiger Silikon-Stimmlippen analysieren, deren Steifigkeit und Vorspannung systematisch verändert werden. Die Mehrschichtmodelle werden zuvor vom Teilprojekt LSOPT berechnet und später von Teilprojekt LSE auf dem Prüfstand kontrolliert. Zum Vergleich mit realen Stimmlippenschwingungen wird die vom Teilprojekt APP entwickelte Phonovibrographie eingesetzt.Ziel ist es, die Kette der Fluid-Struktur-Akustik-Wechselwirkung bei der Phonation nachzubilden, um die physikalischen Mechanismen der Tongenerierung zu klären.

Der Mensch erzeugt seinen primären Stimmklang im Kehlkopf mittels einer komplexen Wechselechtung zwischen der Strömung der ausgeatmeten Luft und den angeströmten，schwingenden Stimmlippen. Der Prozess ist sehr empfindlich gegenüber Störungen und Änderungen von Randbedingungen und elastischen Gewebeigenschaften.在第一次演讲中，我们提出了研究小组的活动模式。这是一条卡纳尔运河，有着规则的气流，我们可以从均匀的硅中得到刺激。因此，声门上腔的几何形状取决于流体-结构相互作用及其对声屏障的影响。这一现象在声门上的弦音和音栓的三维空间中是不可能通过一个破坏性的共鸣器产生韦尔登的。在这种情况下，声门上的弦音通过与韦尔登的组合而产生。我们韦尔登在一个奇怪的模型上。Druckfeld induzieren，das eine Wechselenkung zwischen Fluid und Struktur zulässt und zu einer tonbildenden Stimmlippenschwingung führt. Mit zeitaufgelösten Messverfahren（High-Speed- Particle-Image-Velocimetry，instationärer Druckmessung，Laservibrometer und Hochgeschwindigkeits-Camera）韦尔登将在Beziehung setzen中对结构进行测量，并将测量结果显示出来。我们希望通过一个更好的模型来进行测试，并通过对硅-硅材料的分析，来确定韦尔登材料的结构和性能。Die Mehrschichtmodelle韦尔登zuvor vom Teilprojekt LSOPT berechnet und später von Teilprojekt LSE auf dem Prüfstand kontrolliert.通过实际的激励，可以使Teilprojekt APP的声振记录变得清晰。这就是，在发声过程中的流体-结构-声振波形的变化，以及发声的物理机制。