PIV Measurement of Flow-Patterns in a Human Vocal Tract Model

0326251 - ÚT 2010 RIV NL eng C - Conference Paper (international conference)
Horáček, Jaromír - Šidlof, Petr - Uruba, Václav - Veselý, Jan - Radolf, Vojtěch - Bula, Vítězslav
PIV Measurement of Flow-Patterns in a Human Vocal Tract Model.
[PIV měření rychlostního pole v modelu vokálního traktu člověka.]
Proceedings NAG/DAGA 2009. Rotterdam: NAG and DEGA, 2009 - (Boone, M.), s. 1737-1740. ISBN 978-3-9808659-6-8.
[German Annual Conference on Acoustic (DAGA) /35./. Rotterdam (NL), 23.05.2009-26.05.2009]
R&D Projects: GA ČR GA101/08/1155
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20760514
Keywords : biomechanics of voice * glottal flow modelling * artificial vocal folds
Subject RIV: BI - Acoustics

The contribution describes developed complex physical model of the voice production that consists of the trachea, the self-oscillating vocal folds and the vocal tract with acoustical spaces corresponding to the vowel /a:/. The measurement set-up enabled to use the time-resolved PIV method for visualization of the airflow-pattern and synchronous vocal fold vibration, acoustic and pressure measurements. Preliminary results are presented for measurements performed within a physiologically range of mean air flow rates and fundamental frequencies. Flow structures resembling large vortices with dimensions comparable with the channel cross-section is possible to see above the ventricular folds. The vortices disappear in the narrowest epilaryngeal part of the vocal tract where the flow is uniform. Large eddies of a size comparable with the channel height were observed in the model of the mouth cavity where the airflow was attached to one wall of the channel resembling a Coanda effect.

Příspěvek popisuje vyvinutý komplexní fyzikální model produkce lidského hlasu, který sestává z trachey, samobuzeně kmitajících hlasivek a z vokálního traktu odpovídajícího samohlásce /a:/. Měřící trať umožňuje použití metody PIV pro vizualizaci proudového pole se současně měřenými vibracemi hlasivek, tlaky a akustickými signály. Jsou prezentovány předběžně výsledky měření pro fyziologický rozsah středních průtoků vzduchu a základní frekvence. Proudové struktury jsou tvořeny velkými víry s rozměry srovnatelnými s příčnými řezy glotálním kanálem nad ventrikulárními řasami. Víry mizí v nejužší epilaryngeální části vokálního traktu, kde je usměrněné proudění. Velké víry o velkosti srovnatelné s výškou kanálu byly pozorovány i v modelu ústní dutiny, kde proud vzduchu byl přilnut k jedné stěně kanálu a podobal se proudění s Coandovým efektem.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0173408