Name: 모델 보컬 폴드 폴립에 의해 유도된 3차원 유동 분리 조사 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-03T14:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: 학습하세요 성대 폴립 모델로 유도된 3차원 유동 분리를 조사하는 방법을. 풍동 시각화와 비정상 표면 압력 측정을 통해 말초성 질환의 유체역학적 메커니즘을 규명합니다.

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이 작품은 국립 과학 재단에 의해 지원됩니다, 그랜트 번호. CBET-1236351 및 GW 바이오미메틱및바이오영감공학센터(COBRE).

이 작품에서는, 벽걸이 성탈 헤리페로이드, 즉 모델 보컬 폴드 폴리프, 5:1 수축 비율로 흡입형 풍동의 시험 단면 층에 위치된다. 불안정하고 3차원유량 분리 및 벽압력 하중에 미치는 영향은 유류 시각화, 벽압력 측정 및 입자 이미지 속도측정을 사용하여 조사됩니다. 불안정한 압력 측정은 압전 센서가 있는 16개의 채널 스캐닝 압력 변환기를 사용하여 획득됩니다. 압력 센서는 670Hz의 주파수 반응을 가지고 있습니다. 스테인레스 스틸 튜튜레이션에서 형성된 정적 압력 탭은 표면 압력 측정을 용이하게 하기 위해 모델 보컬 폴드 폴리프의 상류 및 하류에 플러시 장착되어 스캐닝 압력 장치에 단배배된다. 오일이 압력 탭으로 유입되어 파울을 유발하기 때문에 오일 흐름 시각화 및 표면 압력 측정을 동시에 획득할 수 없습니다.
다음 섹션에서는 벽에 장착된 프롤레이트 헤리로이드 주위에 오일 필름 시각화 및 표면 압력 측정을 설정하고 획득하기 위한 프로토콜을 제공합니다. 위상 평균 및 시간 해결 된 입자 이미지 속도 측정을 획득 하고 있지만 PIV 수집은이 프로토콜에 포함되지 않습니다. 저자는 Raffel 외에 의해 참조를 제안한다. 36 및 애드리안 과 Westerweel39 PIV 실험 설정, 데이터 수집 및 데이터 처리의 심층적인 이해를 위해.
1. 프로튜비런생성(즉, 모델 용면)
<ol><li>원하는 형상으로 3차원 컴퓨터 지원 설계(CAD) 모델을 빌드합니다. 길이 5.08cm, 너비 2.54cm, 신장 1.27cm의 프롤레이트 헤리프로 모델 보컬 폴립을 생성한다. 모델 보컬 폴드 폴립의 바닥에 두께0.64cm의 2.54cm 제곱베이스를 장착한다. 이 베이스는 모델을 테스트 섹션 바닥에 고정하는 데 사용됩니다.</li>
	<li>3D CAD 모델을 스테레오리소그래피(STL) 파일로 내보냅니다. STL 파일 형식은 일련의 삼각형으로 모델 표면을 생성합니다. 모델 용포에서 매끄러운 표면을 보장하기 위해 적절한 해상도를 선택합니다. 최소 600점/인해상도를 권장합니다.</li>
	<li>STL 파일을 적절한 소프트웨어에 업로드하고 20μm 이상의 빌드 레이어 해상도를 갖춘 고해상도 3차원 프린터 또는 빠른 프로토타입을 사용하여 STL 파일을 인쇄합니다.</li>
	<li>풍동 시험 단면은 도 1에도시된 바와 같이 탈착식 바닥플레이트가 있는 약 30.48cm x 30.48cm x 121.92 cm이다. 2.54cm 평방 홀을 풍동 테스트 단면 바닥 탈착식 플레이트에 약 0.85cm 깊이로 밀어 모델 보컬 폴드 폴리프를 장착하여 테스트를 위해 테스트합니다. 구멍은 테스트 섹션 폭의 중앙에 있어야 하며 테스트를 위해 원하는 다운스트림 위치에 있어야 합니다.</li>
</ol>2. 오일 유량 시각화 준비
<ol><li>시험 단면을 준비하기 위해 윈드 터널 내부의 테스트 섹션 표면을 흰색 접착제 용지로 덮습니다. 접착제 용지를 조심스럽게 배치하고 부드럽게 하여 시험 단면 바닥에 접착제 용지의 기포 또는 주름으로 인한 충돌이 없도록 합니다. 모델 용복숭아 앵커가 테스트 단면 벽에 부착할 수 있도록 테스트 섹션 층의 정사각형 구멍 위의 접착제 용지에 구멍을 잘라냅니다.</li>
	<li>프로튜브런스(모델 보컬 폴드 폴립)를 앵커 위치에 삽입하여 테스트를 준비합니다. 그림 1을참조하십시오.</li>
	<li>풍터널 테스트 섹션 위에 고해상도 카메라를 장착합니다. 모델 용각 및 주변 테스트 섹션 영역을 포함하여 선택한 시야에 대해 카메라를 집중시합니다. 테스트를 위해 카메라 획득 매개 변수를 설정합니다. 비디오 설정을 사용하여 오일 흐름 시각화의 일시적인 부분을 캡처하거나 불안정하거나 맥동이 있는 흐름이 관심 있는 경우 사용해야 합니다.</li>
	<li>베이비 오일, 복사 토너 분말 및 등유를 부피별로 7:1:2 비율로 결합하여 유량 시각화 오일 혼합물을 준비합니다. 예: 베이비 오일 35ml, 카피 토너 파우더 5ml, 등유 10ml를 결합합니다. 베이비 오일과 토너 파우더를 용기에 넣고 토너가 완전히 녹을 때까지 저어줍니다. 그런 다음 등유를 넣고 잘 섞습니다.</li>
	<li>시험 단면 표면에 쉽게 적용할 수 있도록 혼합물을 스프레이 병으로 옮기다.</li>
</ol>3. 오일 유량 시각화 측정
<ol><li>오일 혼합물의 각 적용 전에 테스트 섹션 표면을 청소하고 건조시십시오.</li>
	<li>오일 혼합물로 채워진 스프레이 병을 사용하여 관심 있는 부분에 얇고 균일한 유체 층을 분사하십시오. 얇고 균일한 오일 혼합물 층은 적절한 오일 필름 시각화 이미지를 생성하는 데 중요합니다.</li>
	<li>카메라에서 이미지 또는 비디오 수집을 시작합니다. 초기 과도 오일 혼합물 모션을 캡처하기 위해 풍동에 전원이 켜지기 전에 카메라 수집을 시작합니다.</li>
	<li>흡입 풍구를 원하는 속도에 설정합니다. 오일 혼합물은 테스트 단면 표면을 따라 흐르기 시작합니다.</li>
	<li>오일 혼합물이 흐르지 못하게 하고 안정된상태(즉, 패턴이 고정됨)에 도달하면 원하는 시간이 경과하면 카메라 녹화를 중단하고 풍동아래로 전원을 공급합니다. 참고: 비디오 1은 안정된 상태에 도달하고 피부 마찰 패턴이 고정될 때까지 흐르는 오일 혼합물을 표시합니다. 비디오에서 흐름이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동합니다.</li>
</ol>4. 표면 압력 측정 준비
<ol><li>스테인레스 스틸 튜브(0.16cm 외경 및 2.54cm 길이)를 장착하기 위한 구멍을 드릴링하여 정적 압력 탭을 구축하기 위해 테스트 단면 표면(탈착식 플레이트)을 준비합니다. 프롤레이트 헤미페로이드의 앵커 위치의 중간선에서 시작하여, 스팬와이즈 방향으로 8.89cm, 22.86cm 하류에 걸쳐 있는 그리드의 구멍을 1.27cm 의 범위 별 그리드 간격과 2.54cm 다운스트림 그리드 간격으로 드릴한다(그림 1참조). 스테인리스 스틸 튜핑은 유연한 튜브를 부착하기 위해 한쪽 끝에 벌지가 있으며 장착을 위해 다른 쪽 끝에 똑바로 있습니다. 참고: 정적 압력 탭은 압력 획득 위치의 미세한 그리드를 위해 가까운 간격으로 배치할 수 있습니다.</li>
	<li>테스트 단면 층에서 원하는 구성으로 벽의 앵커 위치를 둘러싼 튜브를 장착한 프래트 헤리로이드(즉, 모델 보컬 폴드 폴리프)를 테스트 단면 바닥에 원하는 구성으로 장착하여 시험을 준비한다. 관은 시험 단면 바닥과 플러시를 장착해야합니다.</li>
	<li>장착된 스테인레스 스틸 튜비에서 짧은 유연한 튜브(길이 6.35cm, 내경 0.159cm, 외경 0.475cm 클리어 폴리염화비닐)를 스캐닝 압력 트랜스듀서 측정 포트에 부착합니다. 스캐닝 압력 변환기에는 16개의 압력 포트가 있습니다.</li>
</ol>5. 표면 압력 측정 획득
<ol><li>스캐닝 압력 변환기를 컴퓨터에 연결하고 스캐닝 압력 변환기 소프트웨어를 사용하여 획득 매개 변수를 구성합니다. 데이터 수집 의 원하는 기간 동안 500 Hz에서 데이터를 수집하도록 수집 소프트웨어를 설정합니다. 참고: 낮은 진동 주파수에서 작은 압력 변화로 인해 스캐닝 압력 변환기500Hz의 최대 샘플링 속도로 데이터를 획득했습니다.</li>
	<li>흡입 풍구를 원하는 속도에 설정합니다.</li>
	<li>압력 측정 수집을 시작합니다. 압력 측정은 원하는 유동 진단기술(예: PIV, 레이저 도플러 무혈, 핫 와이어 아나모메트리 등)과동시에 획득할 수 있습니다.</li>
</ol>

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기하학적 프로튜브에서 vortical 구조의 형성과 전파를 이해하고 보컬 폴립과 결절의 처리를 진행하기 위해 통찰력과 모델을 제공하기 위해 보컬 폴레역학을 구동 공기역학 적재에 미치는 후속 효과를 이해합니다. 본 실험에서 모델 용형포에 의한 공기역학적 하중의 변화는 폴립13,41을가진 환자에서 관찰되는 불규칙한 보컬 접기 역학에 기여할 것으로 기대된다. 향후 작업에는 입자 이미지 속도 측정을 사용하여 불안정한 유량 조건에서 3차원 유량 분리를 조사하고 표면 흐름 시각화 및 표면 압력 데이터와 결과를 상호 연관시키는 작업이 포함됩니다.
오일 유량 시각화는 피부 마찰 선 및 높고 낮은 속도 영역과 같은 표면 위상학적 특징을 식별하는 데 유용하고 효과적인 기술입니다. 표면 흐름 시각화에서 분리 또는 부착 선 및 노드의 분류는 임계점 이론24,40,42에기초하여 복잡한 3차원 흐름의 분리 및 부착 영역의 소용돌이 골격이라고도 하는 토폴로지 맵을 구...

보컬 폴드는 보컬 기도를 가로 질러 스트레칭 조직의 두 밴드입니다. 음성 음성은 중요한 폐 압력이 달성될 때 생성되며, 교반 된 보컬 주름을 통해 공기를 강제로 발생시. 보컬 폴드는 많은 조직 층으로 구성되며 종종 단순화 된 2 층 바디 커버 시스템1로표현됩니다. 커버 층의 대부분을 구성하는 세포외 매트릭스는 콜라겐과 엘라스틴 섬유로 구성되어 보컬 폴드1,2의적절한 모션에 중요한 비선형 응력-변형 특성을 제공한다. 공기역학적 힘은 보컬 주름의 조직에 에너지를 부여하고 자기 지속 진동3을자극한다. 보컬이 진동함에 따라, 그(것)들로티라고 불리는 그들 사이의 개구부는 수렴에서 유니폼으로 전환한 다음 사이클4,6을닫고 반복하기 전에 서로 다른 통로로 전환하는 현면이 다른 오리피스를 형성한다. 정상 음성에 대한 진동 주파수는 일반적으로 남성과 여성의 100-220 Hz에 걸쳐 있으며, 글로티스7을통과하는 맥동 유동장을 생성합니다. 정상적인 음성을 위한 유체 구조 에너지 교환 공정은광범위하게 8-12를연구하고 있습니다. 그러나 일부 병리학에 대한 이 프로세스의 중단은 잘 이해되지 않습니다. 보컬 폴드의 병리학적 조건은 역학에 극적인 변화를 초래하고 음성 음성을 생성하는 능력에 영향을 미칠 수 있습니다.
폴립과 결절은 보컬 폴드의 내측 표면에 형성기학적 이상이다. 이러한 이상은13을전달하는 환자의 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 최근에는 폴리프와 같은 기하학적 프로튜브로 인해 유동장이 중단된것으로 간주된다. 그 연구는 음성의 "정상" 유체 구조 에너지 교환 프로세스가 급격하게 변경되었다는 것을 보여주었고, 유동필드의 수정은 폴립과 결절 환자에서 음성 품질의 가혹한 저하를 위한 가장 확률이 높은 이유이었다는 것을 보여주었습니다. 맥동 유량의 용포로부터 3차원 유동 분리에 의해 생성된 유동 구조물에 대한 포괄적인 이해가 확립되지 않았다. 폴립에서 vortical 구조의 생성 및 전파, 그리고 보컬 접이식 역학을 구동 공기 역학 적재에 대한 후속 영향은 환자에서 폴립의 외과 적 치료를 진행하는 데 필요한 중요한 구성 요소입니다.
15-23년도에탑재된 벽에서 의흐름분리가 꾸준히 조사되고 있는 가운데, 놀랍게도, 음성에서 발견되는 바와 같이 맥동 또는 불안정한 유동 조건에 영향을 받는 벽의 헤미페로이드로부터 불안정한 3차원 유동 분리에 관한 정보는 거의 없다. Acarlar와 Smith15의 정액 작업은 라미나르 경계 층 내에서 벽 마운트 헤미스페로이드를 통해 꾸준한 흐름에 의해 생성 된 3 차원 일관된 구조의 분석을 제공했다. 아카라와 스미스는 두 가지 유형의 소용돌이 구조를 확인했다. 서있는 말굽 소용돌이는 헤미페로이드 프튜브랜스의 상류에 형성되고 양쪽에 있는 확률의 하류로 확장되었습니다. 또한, 헤어핀 vortices는 웨이크에 힌지 에 장착 된 벽에서 주기적으로 흘렸다. 헤어핀 vortices의 복잡한 움직임과 진행을 조사하고 자세히 설명했습니다.
매끄럽게 윤곽이 있는 축변 언덕 위로의 흐름은 이전에 표면 정적 압력 측정과 표면 오일 시각화가 난류 전단 흐름 내에서 범프의 상하류와 하류에 획득되는 것을 연구했습니다. 오일 필름 기술은 피부 마찰 선, 높고 낮은 속도 영역, 표면 흐름 내의 분리 및 부착 점을 시각화할 수 있게 해주며, 벽걸이 물체의 여파를 조사하는 데 유용하다. 이 기술의 경우, 관심 의 표면은 오일 베이스 및 미세 분말 안료(즉, 램프 블랙, 흑연 분말 또는 이산화 티타늄) 혼합물의 박막으로 코팅된다. 원하는 유동 조건에서 마찰력으로 인해 오일이 표면을 따라 움직이면 안료 분말이 줄무늬로 증착됩니다. 임계 또는 특이점, 전단 응력이 0 또는 2개 이상의 구성 요소가 평균 속도의 0 또는 2개 이상의 성분인 위치는 안장 점 또는 노달점(24-26)으로결과 피부 마찰 선 패턴으로부터 분류될 수 있다.
언덕 형상의 경우 분리로 인한 특이점이 상류에서 발견되지 않았습니다. 이것은 반구체 성 무언으로 발생하는 불리한 압력 그라데이션을 생성하지 않은 범프의 원활하게 상승 윤곽에 기인했다. 결과적으로, 플로우는 범프의 정점까지 가속화되는 것으로 나타났으며, 그 후, 불안정한 안장 초점 분리 점은27,28의헤어핀 소용돌이 형성에서 예상되는 바와 같이 범프 중심선 바로 지나서 개발되었다. 다른 벽걸이 형상을 가진 유사한 실험 기법을 이용한 연구에서, 마르티누치와트로페아(29)가 수행한 꾸준한 흐름에서 표면에 장착된 큐브 주위의 오일 필름 시각화는 물체의 상류에 두 개의 명확한 피부 마찰 선을 표시하였다. 제1 피부 마찰 라인은 불리한 압력 그라데이션에 의한 1차 분리 선에 대응하고 두 번째 피부 마찰 라인은 말굽 소용돌이의 시간 평균 위치를 표시하였다. 물체의 상류에서 수행된 표면 압력 측정은 말굽 소용돌이 라인을 따라 로컬 최소값과 1차 분리 및 말굽 소용돌이 라인 사이의 국소 압력 최대치를 보였다. 유사한 업스트림 분리 선은 원형 실린더, 피라미드 및 콘29-31을포함한 다른 표면 장착 형상으로 형성된다. 벽에 장착된 개체의 표면 시각화 다운스트림은 일반적으로오브젝트(30)뒤에 재순환 영역으로 인한 두 개의 포시를 표시합니다. 2개의 vortices는 foci 위치에서 생성되고 벽장착 된 헤미페로이드(32)의여파로 본 "아치 형"또는 헤어 핀 소용돌이에 대응한다.
입자 이미지 속도측정(PIV)은 이전에 합성 보컬 접이식모델33-35의하류를 연구하는 데 사용되어 왔다. PIV는 스파티오-측두유체역학(36)을 캡처하기 위해 평면 내에서 추적자 입자 이동을 유도하는 비침습적 시각화 기술이다. 진동 보컬 주름의 하류를 형성하는 3 차원 일관된 구조는 Neubauer 외에 의해 연구되었다. 37; 소용돌이 발생 및 대류 및 제트 플래핑이 관찰되었다. 최근, 크렙스 외. 38은 입체 PIV를 사용하여 글로탈 제트의 입체성을 연구하고 그 결과는 글로탈 제트 축 스위칭을 보여줍니다. Erath 및 Plesniak14는 7.5배 스케일업 동적으로 구동된 보컬 폴드 모델의 내측 표면에 모델 보컬 폴드 폴리프의 효과를 조사했다. 재순환 영역은 용종의 하류로 형성되었고, 제트 역학은 음경 주기 내내 영향을 받았다. 이전 연구, 에라스와 플레스니아크에 의해 구동 보컬 폴립 연구를 금지14,내측 보컬 폴드 폴리프 또는 결절에 의해 유도 된 유체 역학을 탐구하지 않은.
보컬 폴드 이동 벽의 추가 복잡성, 유도된 압력 그라데이션, 제한된 기하학적 볼륨 및 기타 복잡성을 포함하기 전에 모델 폴립의 유체 동적 효과를 이해하는 것이 중요합니다. 현재 작업은 안정적이고 불안정한 흐름 조건 하에서 다운스트림 벽의 흐름 구조의 서명에 중점을 둡니다. 돌출과 하류 벽에서 흘린 소용돌이 구조 사이의 상호 작용은 이러한 상호 작용이 생물학적 반응을 유도하기 때문에 보컬 폴립뿐만 아니라 다른 생물학적 고려 사항의 조사에 큰 관심을 가지고 있습니다.

<table><tbody><tr><td>Rapid Prototypingr</td><td>Objet</td><td>Objet24</td><td>트레이 크기 (x xY x Z) : 240 x 200 x 150 mm 빌드 레이어 두께 =&nbsp; 28 &micro; 엠&nbsp; 정확도 = 0.1 mm 빌드 해상도: X축: 600dpi, Y축: 600dpi, Z축: 900dpi</td></tr><tr><td>래피드 프로토타이퍼 모델 재질</td><td>Objet</td><td>VeroWhite Plus Fullcure 835</td><td></td></tr><tr><td>래피드 프로토타이퍼 지원 재질</td><td>Objet</td><td>FullCure 705 지원</td><td></td></tr><tr><td>복사 토너</td><td>제록스</td><td></td><td></td></tr><tr><td>등유</td><td>Sunnyside</td><td></td><td></td></tr><tr><td>베이비 오일</td><td>Johnson's</td><td></td><td></td></tr><tr><td>접착지</td><td>Con-Tact 브랜드</td><td></td><td>흰색 접착제 커버</td></tr><tr><td>Tygon 튜빙</td><td>Tygon</td><td>PVC 튜빙</td><td>1/16 인치 ID, 3/16 인치</td></tr><tr><td>OD 압력 스캐너 (16 채널)</td><td>Scanivalve</td><td>DSA3217</td><td>가스 압력 측정에 사용됩니다 압력 범위 = &#177; 5 in H2O 전체 스케일 정확도 = &#177; 0.3% 풀 스케일 정확도.&nbsp; 최대 스캔 속도 = 500Hz/채널</td></tr><tr><td>스테인리스강 튜블러</td><td>Scanivalve</td><td>TUBN-063-1.0</td><td>직경 0.063 및 길이 1</td></tr></tbody></table>

모델 보컬 폴드 폴립에 의해 유도된 3차원 유동 분리 조사

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

정상적인 음성을 위한 유체 구조 에너지 교환 과정은 광범위하게 연구되었지만 병리학적 조건에 대해 잘 이해되지 는 않습니다. 폴립과 결절은 보컬 폴드의 내측 표면에 형성되는 기하학적 이상이며, 보컬 폴드 역학을 방해할 수 있으므로 환자의 의사 소통 능력에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 우리의 실험실은 입자 심상 속도측정 (PIV) 측정을 보고했습니다, 시험관 내 구동 보컬 접이식 모형의 내측 표면에 있는 모형 polyp의 조사 에서, 이러한 기하학적 이상이 상당히 glottal 제트 동작을 방해한다는 것을 보여줍니다. 이러한 유동필드 조정은 폴립 환자에서 보컬 품질의 심각한 저하를 위한 가능성이 높은 이유입니다. 보컬 폴드 폴립과 같은 기하학적 프로튜브로부터의 기하학적 프로튜브로부터의 기형 구조물의 형성 및 전파에 대한 보다 완전한 이해와 보컬 접이식 역학을 구동하는 공기역학적 로딩에 미치는 영향은 이 병리학적 상태의 치료를 발전시키기 위해 필요하다. 본 조사는 오일필름 시각화 기술을 이용하여 교차 유동, 즉 모델 보컬 폴드 폴리프를 교차 유량에 2:1 종횡비로 벽걸이 성구 반구형에 의해 유도된 3차원 유동 분리에 관한 것이다. 피부 마찰 선 시각화 및 벽 압력 측정을 사용하여 불안정하고 3차원 유동 분리 및 벽 압력 하중의 영향을 검사합니다.

7.5배 스케일업 동적으로 구동되는 보컬 폴드 모델을 사용한 이전 작업은 기하학적 프로튜비, 모델 보컬 폴립의 존재가 음경 사이클 전반에 걸쳐 글로탈 제트의 정상적인 역학을 방해한다는 것을 입증했다. 이전 구동 보컬 폴드 모델 스터디의 대표적인 결과는 도 2 및 비디오 2에표시됩니다. 이 비디오는 수렴에서 서로 다른 형상으로 변경될 때 구동 보컬 폴드의 움직임을 보여줍니다. 보컬 폴드 모델은 레이놀즈 수가 995개, 스트라굴 번호1.9 x 10-2로1.67Hz에서 동적으로 구동되었다. 데이터는 위상 평균 입자 이미지 속도측정(14)을사용하여 폴립의 7.5mm 하류의 횡단 평면에서 획득되었다. 보컬 주름이 열리기 시작하면 수렴 채널이 형성되고 유리한 압력 그라데이션이 개발됩니다. 플로우는 곡동면이 최대 폭이고 보컬 주름이 병렬 구성에 있고 닫는 단계로 회전할 때 모델 용힙 주위에서 오프닝 단계의 끝을 향해 회전하기 시작합니다. <s...

보컬 폴립은 보컬 접이식 역학을 방해할 수 있으므로 환자의 의사 소통 능력에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 벽걸이 모델 용형에 의해 유도된 3차원 유동 분리및 벽 압력 하중에 미치는 영향은 입자 영상 속도측정, 피부 마찰 선 시각화 및 벽 압력 측정을 사용하여 검사됩니다.

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

다음 실험의 전반적인 목표는 모델 성대 폴립으로 인해 유도되는 3차원 유동 박리를 조사하는 것입니다. 이는 풍동의 시험 섹션에 종횡비 2:1인 단백질 반구를 장착하여 폴립이나 결절과 같이 벽면에 돌출된 형태를 모델링함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계로 오일 유동 가시화 기술을 수행하여, 표면 유동 내의 표면 마찰선과 박리 및 재부착 지점을 가시화합니다.다음으로 벽면 장착 돌출물 주변에서 비정상 표면 압력 측정을 수행합니다. 모델 성대 폴립 주변의 벽면 압력 부하를 정량화하기 위해, 입자 영상 유속계(PIV) 대칭 데이터와 결합한 결과는 말발굽 소용돌이(horseshoe vortex)의 방출과 헤어핀 소용돌이(hairpin vortices)의 발생, 그리고 모델 성대 폴립 주변의 공간적 및 시간적 압력 부하의 존재를 보여주며, 이는 폴립이나 결절과 같은 병적 상태의 환자에게서 관찰되는 불규칙한 성대 역학에 기여할 것으로 예상됩니다. 이 방법은 병적 성대 질환의 유체 역학에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.또한 혈류 및 협착 동맥, 해안 사구 관리, 이차 흐름, 열교환기 및 풍력 에너지 응용 분야와 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다. 일반적으로 이 방법을 처음 접하는 사람들은 특정 테스트 조건에 맞는 적절한 오일 기반 혼합물을 결정하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 모델 성대 폴립을 제작하려면, 먼저 3차원 컴퓨터 지원 설계 또는 CAD 모델 폴립을 구축하는 것부터 시작하십시오.장구형 반구 형태이므로, 모델 성대 폴립 하단에 정사각형 밑면을 추가하여 테스트 섹션 바닥에 모델을 고정할 수 있도록 합니다. 3D CAD 모델을 스테레오리소그래피 또는 STL 파일로 내보냅니다. 모델 폴립의 표면이 매끄럽게 생성될 수 있도록 최소 600 dpi(dots per inch)의 해상도를 선택하십시오.STL 파일을 적절한 소프트웨어로 업로드한 다음, 고해상도 3D 프린터 또는 쾌속 조형기를 사용하여 출력합니다. 적층 해상도가 최소 20 micrometers로 제작되면, 폴립을 풍동에 장착할 준비가 된 것입니다. 풍동의 시험 구역에는 스팬 방향 중심선 및 원하는 하류 위치에 정사각형 구멍이 뚫린 탈착식 바닥판이 있습니다.이 구멍은 모델 성대 폴립을 장착하는 데 사용됩니다. 오일 흐름 테스트를 준비하려면 풍동 테스트 섹션의 내부 표면을 흰색 접착지로 덮으십시오. 공기 방울로 인한 주름이나 돌출부가 생기지 않도록 접착지를 조

investigating-three-dimensional-flow-separation-induced-model-vocal

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

합성 음성 접는 모델을 fabricating에 대한 방법론은 설명합니다. 모델은 실물 크기이며, 인간의 보컬 주름의 다층 구조를 모방. 결과는 모델 폐 압력에 비해 압력에 자체 진동과 인간의 보컬 폴드의 것과 유사 흐름 유발 진동 응답을 증명할 보여줍니다.

합성, 멀티 레이어, 셀프 진동 보컬 접어 모델 제작

유체 흐름의 범위에 대한 양적 입체 (3D) 영상을 수행하기위한 기법 제공됩니다. 라이트 필드 영상의 영역에서 개념을 사용하여, 우리는 이미지의 배열에서 3D 볼륨을 재구성. 우리 3D 결과는 속도 필드와 다중 상 기포 크기 분포를 포함하는 광범위한 걸쳐.

멀티 카메라 라이트 필드 영상을 통해 3D 흐름 필드를 결정하는

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