Pozornost je věnována matematickému i multifyzikálnímu modelování akusticko-strukturálních vazeb vibrujících těles v interakci s akustickým médiem a modelování aeroelastické interakce v biomechanice lidského hlasu. Modelován je zdroj hlasu, tj. samobuzené kmity hlasivek buzených proudem vzduchu z plic a akustický tlak modifikovaný frekvenčně modálními vlastnostmi vokálního traktu člověka při fonaci samohlásek. Reportáže z naší laboratoře si můžete prohlédnout zde a zde.

Spolupráce:

• University of Tampere, Finland (prof. Anne-Maria Laukkanen, Ph.D.)
• Fakulta strojní ČVUT v Praze (prof. Dr. Ing.Tomáš Vampola)
• Přírodovědecká fakulta UP v Olomouci (RNDr. Jan Švec, Ph.D. et Ph.D.)
• Ústav makromolekulární chemie AV ČR. v. v. i. (Dr. Ing. Miroslava Dušková - Smrčková)

Spolupráce v rámci jednotlivých výzkumných projektů je ještě širší, jako třeba v případě výzkumného projektu v letech 2012-2015, který získal cenu předsedy grantové agentury ČR. Informace a video o tomto projektu najdete zde.

Zodpovědný výzkumník:
J. Horáček

Výzkumný tým:
V. Bula, M. Feistauer, V. Radolf, V. Řidký, P. Sváček, P. Šidlof, P. Švancara, V. Uruba, J. Valášek

PIV měření proudění vzduchu modelem glotální oblasti za kmitajícími hlasivkami	Aeroelastický model samobuzených kmitů hlasivek

Související publikace:

Horáček J., Bula V., Radolf V., Šidlof P.: Impact stress in a self-oscillating model of human vocal folds. Journal of Vibration Engineering & Technologies. Roč. 4, č. 3 (2016), s. 183-190. ISSN 2321-3558.
http://hdl.handle.net/11104/0260823

Valášek J., Sváček P., Horáček J.: Numerical solution of fluid-structure interaction represented by human vocal folds in airflow. EPJ Web of Conferences. 2016, roč. 114, March, 02130-02130. ISSN 2101-6275.
http://hdl.handle.net/11104/0260939

Vampola T., Horáček J., Klepáček I.: Computer simulation of mucosal waves on vibrating human vocal folds. Biocybernetics and Biomedical Engineering. Roč. 36, č. 3 (2016), s. 451-465. ISSN 0208-5216.
http://hdl.handle.net/11104/0259971

Radolf V., Horáček J., Dlask P., Otčenášek Z., Geneid A., Laukkanen A. M.: Measurement and mathematical simulation of acoustic characteristics of an artificially lengthened vocal tract. Journal of Sound and Vibration. Roč. 366, March (2016), s. 556-570. ISSN 0022-460X.
http://hdl.handle.net/11104/0258657

Horáček J., Bula V., Radolf V., Šidlof P.: Impact stress in a self-oscillating model of human vocal folds. Journal of Vibration Engineering & Technologies. 2016, Roč. 4, č. 3, s. 183-190. ISSN 2321-3558.
http://hdl.handle.net/11104/0260823

Hampala V., Laukkanen A. M., Guzman M., Horáček J., Švec J. G.: Vocal Fold Adjustment Caused by Phonation Into a Tube: A Double-Case Study Using Computed Tomography. Journal of Voice. Roč. 29, č. 6 (2015), s. 733-742. ISSN 0892-1997.
http://hdl.handle.net/11104/0257177

Kosík A., Feistauer M., Hadrava M., Horáček J.: Numerical simulation of the interaction between a nonlinear elastic structure and compressible flow by the discontinuous Galerkin method. Applied Mathematics and Computation. Roč. 267, September (2015), s. 382-396. ISSN 0096-3003.
http://hdl.handle.net/11104/0251415

Šidlof P., Zörner S., Huppe A.: A hybrid approach to the computational aeroacoustics of human voice production. Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 2015, Roč. 14, č. 3, s. 473-488. ISSN 1617-7959.
http://hdl.handle.net/11104/0247063

Vampola T., Horáček J., Švec J. G.: Modeling the Influence of Piriform Sinuses and Valleculae on the Vocal Tract Resonances and Antiresonances. Acta Acustica United with Acustica. Roč. 101, č. 3 (2015), s. 594-602. ISSN 1610-1928.
http://hdl.handle.net/11104/0246448

Vampola T., Horáček J., Laukkanen A. M., Švec J. G.: Human vocal tract resonances and the corresponding mode shapes investigated by three-dimensional finite-element modelling based on CT measurement. Logopedics Phoniatrics Vocology. Roč. 40, č. 1 (2015), s. 14-23. ISSN 1401-5439.
http://hdl.handle.net/11104/0257783

Feistauer M., Sváček P., Horáček J.: Numerical Simulation of Fluid–Structure Interaction Problems with Applications to Flow in Vocal Folds. Fluid-Structure Interaction and Biomedical Applications. 1. Basel: Birkhäuser, 2014 - (Bodnár, T.; Galdi, G.; Nečasová, Š.), s. 321-394. Advances in Mathematical Fluid Mechanics. ISBN 978-3-0348-0821-7.
http://hdl.handle.net/11104/0240731

Horáček J., Radolf V., Bula V., Laukkanen A. M.: Air-pressure, vocal folds vibration and acoustic characteristics of phonation during vocal exercising. - Part 2: Measurement on a physical model. Engineering Mechanics. Roč. 21, č. 3 (2014), s. 193-200. ISSN 1802-1484.
http://hdl.handle.net/11104/0239264

Radolf V., Laukkanen A. M., Horáček J., Liu D.: Air-pressure, vocal fold vibration and acoustic characteristics of phonation during vocal exercising. - Part 1: Measurement in vivo. Engineering Mechanics. Roč. 21, č. 1 (2014), s. 53-59. ISSN 1802-1484.
http://hdl.handle.net/11104/0239263

Pořízková P., Kozel K., Horáček J.: Numerical solution of compressible and incompressible unsteady flows in channel inspired by vocal tract. Journal of Computational and Applied Mathematics. Roč. 270, November (2014), s. 323-329. ISSN 0377-0427.
http://hdl.handle.net/11104/0234509

Guzman M., Laukkanen A. M., Krupa P., Horáček J., Švec J. G., Geneid A.: Vocal Tract and Glottal Function During and After Vocal Exercising With Resonance Tube and Straw. Journal of Voice. Roč. 27, č. 4 (2013), "523.e19"-"523.e34". ISSN 0892-1997.
http://hdl.handle.net/11104/0223083

Feistauer M., Hasnedlová J., Horáček J., Kosík A., Kučera V.: DGFEM for dynamical systems describing interaction of compressible fluid and structures. Journal of Computational and Applied Mathematics. Roč. 254, December 2013 (2013), s. 17-30. ISSN 0377-0427.
http://hdl.handle.net/11104/0221940

Šidlof P., Horáček J., Řidký V.: Parallel CFD simulation of flow in a 3D model of vibrating human vocal folds. Computers & Fluids, 2013, Roč. 80, č. 1, s. 290-300. ISSN 0045-7930.
http://hdl.handle.net/11104/0221936

Hasnedlová J., Feistauer M., Horáček J., Kosík A., Kučera V.: Numerical simulation of fluid-structure interaction of compressible flow and elastic structure. Computing. Roč. 95, Suppl 1 (2013), s. 343-361. ISSN 0010-485X.
http://hdl.handle.net/11104/0222469

Pořízková P., Kozel K., Horáček J.: Flows in convergent channel: comparison of numerical results of different mathematical models. Computing. Roč. 95, Suppl 1 (2013), s. 573-585. ISSN 0010-485X.
http://hdl.handle.net/11104/0221905

Pořízková P., Kozel K., Horáček J.: Numerical Simulation of Unsteady Compressible Flow in Convergent Channel: Pressure Spectral Analysis. Journal of Applied Mathematics. Roč. 2012, č. 545120 (2012), s. 1-9. ISSN 1110-757X.
http://hdl.handle.net/11104/0209372

Laukkanen A. M., Horáček J., Havlík R.: Case-study magnetic resonance imaging and acoustic investigation of the effects of vocal warm-up on two voice professionals. Logopedics Phoniatrics Vocology. 2012, Roč. 37, č. 2, s. 75-82. ISSN 1401-5439.
http://hdl.handle.net/11104/0208540

Sváček P., Horáček J.: Numerical simulation of glottal flow in interaction with self oscillating vocal folds: Comparison of finite element approximation with simplified model. Communications in Computational Physics, 2012, Roč. 12, č. 3, s. 789-806. ISSN 1815-2406.
http://hdl.handle.net/11104/0208107

Laukkanen A.M., Horáček J., Krupa P., Švec J.G.: The effect of phonation into a straw on the vocal tract adjustments and formant frequencies. A preliminary MRI study on a single subject completed with acoustic results. Biomedical Signal Processing and Control, 2012, Roč. 7, č. 1, s. 50-57. ISSN 1746-8094.
http://hdl.handle.net/11104/0206393

Šidlof P., Doaré O., Cadot O., Chaigne A.: Measurement of flow separation in a human vocal folds model. Experiments in Fluids, 2011, Roč. 51, č. 1, s. 123-136. ISSN 0723-4864.

Kniesburges S., Thomson S.L., Barney A., Triep M., Šidlof P., Horáček J., Brücker Ch., Becker S.: In vitro experimental investigation of voice production. Current Bioinformatics, 2011, Roč. 6, č. 3, s. 305-322. ISSN 1574-8936.

Vampola T., Laukkanen A.M., Horáček J., Švec J.G.: Vocal tract changes caused by phonation into a tube: A case study using computer tomography and finite-element modeling. Journal of the Acoustical Society of America, 2011, Roč. 129, č. 1, s. 310-315. ISSN 0001-4966.

Leino T., Laukkanen A.M., Radolf V.: Formation of the actor's/speaker's formant: A study applying spectrum analysis and computer modeling. Journal of Voice, 2011, Roč. 25, č. 2, s. 150-158. ISSN 0892-1997.

Horáček J., Šidlof P., Uruba V., Veselý J., Radolf V., Bula V.: Coherent structures in the flow inside a model of the human vocal tract with self-oscillating vocal folds. Acta Technica, 2010, Roč. 55, č. 4, s. 327-343. ISSN 0001-7043.

Vampola T., Horáček J., Vokřál, J.: FE modeling of human vocal tract acoustics. Part II. Influence of velopharyngeal insufficiency on phonation of vowels. Acta Acustica United with Acustica, 2008, Roč. 94, č. 3, s. 448-460. ISSN 1610-1928.

Vampola T., Horáček J., Švec J.: FE modeling of human vocal tract acoustics. Part I: Production of czech vowels. Acta Acustica United with Acustica, 2008, Roč. 94, č. 3, s. 433-447. ISSN 1610-1928.

Šidlof P., Švec J.G., Horáček J., Veselý J., Klepáček I., Havlík R.: Geometry of human vocal folds and glottal channel for mathematical and biomechanical modeling of voice production. Journal of Biomechanics, 2008, Roč. 41, -, s. 985-995. ISSN 0021-9290.

Tokuda I., Horáček J., Švec J., Herzel H.: Comparsion of biomechanical modeling of register transitions and voice instabilities with excised larynx experiments. Journal of the Acoustical Society of America, 2007, Roč. 122, č. 1, s. 519-531. ISSN 0001-4966.

Švancara P., Horáček J.: Numerical Modelling of Effect of Tonsillectomy on production of Czech Vowels. Acta Acustica United with Acustica, 2006, Roč. 92, č. 5, s. 681-688. ISSN 1610-1928.

Horáček J., Šidlof P., Švec J.G.: Numerical simulation of self-oscillations of human vocal folds with Hertz model of impact forces. Journal of Fluids and Structures, 2005, Roč. 20, č. 6, s. 853-869. ISSN 0889-9746.