HÁJEK, P. Výpočtové modelování samobuzeného kmitání lidských hlasivek [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Disertační práce se zabývá výpočtovým modelováním funkce lidských hlasivek a vokálního traktu s využitím metody konečných prvků (MKP). Toto téma je aktuální pro pochopení biomechaniky tvorby lidského hlasu a pro analýzu projevů některých patologií lidských hlasivek. Práce je systematicky a přehledně upořádána. V prvních částech je formulována problematika úlohy a provedena rešeršní studie doposud v literatuře publikovaných výpočtových a experimentálních modelů hlasivek. Je konstatováno, že většina doposud v literatuře publikovaných modelů obsahuje různá zjednodušení a nezahrnuje všechny hlavní mechanismy, které se uplatňují u skutečných hlasivek. Dále jsou uvedeny poznatky o vzniku a tvorbě hlasu, anatomii a fyziologii hrtanu a hlasivek, patologiích hlasivek a základních metodách zobrazování kmitání hlasivek. V další kapitole jsou potom uvedeny výsledky výpočtového modelování samobuzeného kmitání lidských hlasivek na rovinném (2D) MKP modelu. Autor vycházel z předchozích modelů vytvořených na Ústavu mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky a kladně je třeba hodnotit, že vytvořený model zohledňuje většinu mechanismů uplatňujících se u skutečných lidských hlasivek. Především pak oboustrannou fluidně-strukturně-akustickou interakci, neboť většina výpočtových modelů publikovaných v literatuře používá nestlačitelný model proudění a akustika je následně počítána pomocí jiných metod a jde tak pouze o interakci jednostrannou. Na vytvořeném modelu je porovnáván vliv stlačitelného a nestlačitelného modelu proudění a vliv modelu turbulence. Dále je analyzován vliv tuhosti a tlumení povrchového podslizničního vaziva, což jsou projevy některých patologií hlasivek jako je Rinkeho edém. Celkově byly počítány stovky různých variant. V následující části práce jsou potom prezentovány výsledky výpočtového modelování samobuzeného kmitání hlasivek na prostorovém (3D) MKP modelu. Získané výsledky jsou porovnány s rovinným modelem a je analyzován vliv tuhosti a tlumení povrchového podslizničního vaziva. Zde byl realizován menší počet variant vzhledem k tomu, že délka výpočtů dosahuje u prostorového modelu několika dnů i na relativně výkonných počítačích. Rovinný i prostorový model jsou schopny reprodukovat zvuk všech českých samohlásek a parametry kmitání hlasivek i vytvářeného zvuku se blíží fyziologickým hodnotám. V poslední části práce je analyzována možnost zahrnout do výpočtových modelů i podélné předpětí, které vzniká při nastavování hlasivek do fonačního postavení. Autor prokázal schopnost komplexního přístupu k řešení formulovaného problému a vytvořené výpočtové modely bude možno dále využít k detailnějšímu pochopení biomechaniky tvorby lidského hlasu a simulaci projevů různých hlasivkových patologií, což může pomoci při jejich včasné diagnostice.
Viz posudek v pdf
Viz posudek v pdf
eVSKP id 137782