FWF - Stimmentstehung - Numerische Berechnung der Stimmentstehung

Die Stimme ist das Trägersignal der Sprache. Der Stimmgebungsprozess (Phonation) wird durch die Interaktion zwischen Luftströmung und den beiden im Kehlkopf gegenüberliegenden periodisch schwingenden Stimmlippen vorgegeben. Die schwingenden Stimmlippen (ca. 100 Hz – 300 Hz bei normaler Phonation) unterbrechen periodisch den durch die Luftröhre strömenden Luftstrom und erzeugen somit das primäre akustische Stimmsignal. Obwohl wir im alltäglichen Leben die Stimme als selbstverständlich hinnehmen sind die exakten Zusammenhänge zwischen Luftströmung, Stimmlippenbewegungen und erzeugtem akustischen Signal, speziell bei der dysphonen Stimme, nicht exakt verstanden. Unser zentrales Ziel ist die Entwicklung eines aeroakustischen Computermodells „simVoice“ zur zukünftigen klinischen Anwendung. Das „simVoice“-Modell ist ein 3D-FVM (Fluid- und Strukturdynamik) und 3D-FEM (Aeroakustik) Hybridmodell das bezüglich Rechenzeit und Komplexität optimiert wird aber immer noch erlaubt, die akustischen Komponenten von Interesse aufzulösen. Die innovativen wissenschaftlichen Aspekte des Projekts beinhalten die Untersuchung bis zu welchen Größenskalen turbulente Anteile aufgelöst werden müssen um noch die gewünschten akustischen Charakteristika zu beinhalten, Einblick in die Ursache-Wirkungskette von Stimmlippenbewegung-Luftstrom-Akustik und die erste detaillierte numerische Studie hinsichtlich der Auswirkung der Stimmlippenschwingungen auf die akustische Stimmqualität. Die erwarteten klinischen Erkenntnisse des Projekts sind (1) ein besseres Verständnis der pathologischen und gesunden Stimmgebung, (2) die Identifizierung von neuen Behandlungsansätzen und (3) die Möglichkeit zur Simulation von konservativen und chirurgischen Stimmbehandlungsmethoden.