不同直径下声门腔内准稳态流场分布及其与发声参量的关系

以嗓音康复工程为背景,以病理语音为重点,采用研制的具有嵌入式可活动声门结构的喉部物理模型,研究了声门直径从0.1～4.0mm变化过程中,不同发声周期内声门腔内压力速度场与声门阻抗、声门气流、跨声门压等各参量的变化及其相互关系,以及与由此引起的发声效率等语音参数之间的关系。同时,运用三维有限元方法对各种情况下各类参量的变化进行了仿真,计算结果有力地支持了实验数据。结果表明,声门直径过小时,气流分离点变化过强,分离区域减小及由过高的声门阻抗所引起的气流流量减小是导致发声失常的根本原因,而声门直径过大时,Coanda效应减弱及其所导致的气流分离点变化不灵敏、分离区域过大及压力速度场变化程度减弱等因素和由此带来的能量损耗,是引起发声效率降低,声门上共振峰畸变,信噪比下降的直接原因。

三维声门几何对声门腔内准稳态流场分布的作用及其对发声的影响

声带几何形状对人类的发声起着重要作用．声门腔内准稳态流场的分布取决于声门的形状、尺寸和直径．使用具有九对对称声门(矩形及5°,10°,20°和40°收敛角与发散角)的喉部树脂玻璃模型来研究不同声门形状下声门腔内压力、速度场和声门阻抗的变化以及它们对发声的影响,同时利用补偿有限元算法对实验数据进行了验证．结果指出,较大的声门收敛角会降低最小声门直径上游处的压力,同时使速度升高．但这种压力速度变化情况在最小声门直径处则相反．发散角的压力和气流阻抗分布曲线说明最“有效率”的声门发散角在10°左右．结果同时指出,声门几何不仅与发声参量(尤其是发声效率)有密切关系,同时还对发声基础研究、语言声学、艺术嗓音和喉病检测等领域有重要意义．