人工振动声带的三维合成孔径 PIV 测量
流体动力学
2011-10-19 v1
摘要
在言语产生过程中，来自肺部的空气被迫通过声带并使其振动，从而产生声音。在振动声带下游形成脉动射流，该射流与气道内的各种结构相互作用。目前假设认为，该射流与气道下游结构的相互作用方式直接影响人类言语的质量。为了更好地理解该射流，期望能在三维空间中对其进行可视化。我们展示了一种利用合成孔径 PIV (SAPIV) \cite{Belden:2010} 重建三维速度场方法的结果。SAPIV 使用高速相机阵列人工创建一个具有可变焦距的单相机。这是通过将来自阵列的图像重叠以创建“焦堆栈”来实现的。随着图像重叠程度增加，更远的图像平面逐渐进入焦点。然后对“重聚焦”的焦堆栈执行 3D PIV，以三维重建流场。SAPIV 能够追踪非常高的粒子密度。由硅胶制成的人工自振荡声带由注入微小玻璃微球的压缩空气驱动。当声带振动时，被夹带的微球被激光体照明。使用八台高速相机捕获粒子图像以进行 SAPIV 后处理。SAPIV 成功实现了从声带发出的脉动射流的首次全场重建。可视化该射流的能力将帮助研究人员和临床医生更好地理解言语产生的物理学，并改进嗓音障碍的预防、诊断和治疗。
引用
@article{arxiv.1110.3992,
title = {3D synthetic aperture PIV measurements from artificial vibrating vocal folds},
author = {Jesse Daily and Joey Nielson and Jesse Belden and Scott Thomson and Tadd Truscott},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3992},
year = {2011}
}
备注
Videos included. Movie_APS_HD and Movie_APS_mobile_small