A laser-based technique to evaluate sound generation during phonation

Die Entstehung von aeroakustisch erzeugtem Schall ist messtechnisch nur eingeschränkt zu erfassen, da eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung des gesamten Strömungsfeldes nötig ist. Daher konnten komplexe Schallentstehungsmechanismen – wie bei der menschlichen Stimme – bis jetzt noch nicht vollständig wissenschaftlich erfasst werden. Neue Fortschritte auf dem Gebiet der optischen Technologien hat die Auflösungs- und Genauigkeitsgrenzen in der Messtechnik verschoben, sodass aeroakustische Untersuchungen möglich werden.

Auf diesen neuesten Entwicklungen basierend wurde im ersten Teil dieser Arbeit das Verfahren der hybriden Akustik-PIV (HAcouPIV) entwickelt. Aktuellste Messtechnik wird hier mit neuartigen numerischen Verfahren aus dem Gebiet der Akustik kombiniert. Mittels Hochgeschwindigkeits-PIV wird die Strömungsgeschwindigkeit gemessen und mittels eines numerischen Ansatzes daraus das Druckfeld berechnet. Durch einen Störansatz wird dann der Schalldruck von den strömungsmechanischen Druckschwankungen getrennt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird dieser HAcouPIV-Ansatz angewandt, um Schallentstehung und –abstrahlung bei der menschlichen Phonation zu untersuchen. Dabei wird erstmalig das akustische Quellfeld auf Basis eines kombinierten Ansatzes aus experimenteller Messung und numerischer Simulation bestimmt.