Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

Aşağıdaki deneyin genel amacı, bir model vokal fold polipinin neden olduğu üç boyutlu akış ayrımını araştırmaktır. Bu, polip veya nodül gibi duvara monte bir çıkıntıyı modellemek için bir rüzgar tünelinin test bölümüne ikiye bir en-boy oranına sahip bir prote yarım küre monte edilerek elde edilir. İkinci adım olarak, yüzey akışı içindeki cilt sürtünme çizgilerinin ve ayrılma ve tutunma noktalarının görüntülenmesini sağlayan yağ akışı görselleştirme teknikleri gerçekleştirilir.

Daha sonra, duvara monte çıkıntı etrafında kararsız yüzey basıncı ölçümleri elde edilir. Model polipini çevreleyen duvar basınç yüklerini ölçmek için, partikül görüntü villaları simetri verileri ile birlikte elde edilen sonuçlar, polip veya nodül gibi patolojik durumları olan hastalarda gözlenen düzensiz vokal fold dinamiklerine katkıda bulunması beklenen at nalı girdabı döken firkete girdapları ve model vokal fold polipini çevreleyen uzamsal ve zamansal basınç yüklerinin varlığını göstermektedir. Bu yöntem, patolojik vokal fold bozukluklarının akışkan dinamiği hakkında fikir verebilir.

Kan akışı ve stenoz arterleri, kıyı kum tepelerinin yönetimi, ikincil akış ve ısı eşanjörleri ve rüzgar enerjisi uygulamaları gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler, kendi özel test koşulları için doğru yağ bazlı karışımı belirlemekte zorluk çekebilirler. Model vokal fold polipini oluşturmak için, üç boyutlu bilgisayar destekli bir tasarım veya CAD model polip oluşturarak başlayın.

Bir prolat yarım küre olarak, modeli test bölümü zeminine sabitlemek için kullanılacak model vokal fold polipinin altına kare bir taban ekleyin. 3D CAD modelini stereolitografi veya STL dosyası olarak dışa aktarın. Model polip üzerinde pürüzsüz bir yüzey sağlamak için inç başına en az 600 nokta çözünürlüğü seçin.

STL dosyasını uygun yazılıma yükleyin ve yüksek çözünürlüklü bir 3D yazıcı veya hızlı prototipleyici kullanarak yazdırın. En az 20 mikrometrelik yerleşik bir katman çözünürlüğü ile polip artık rüzgar tüneline monte edilmeye hazırdır. Rüzgar tüneli test bölümü, açıklık açısından merkez hattı boyunca ve istenen aşağı akış konumunda bulunan kare bir deliğe sahip çıkarılabilir bir alt plakaya sahiptir.

Delik, model vokal fold polipini monte etmek için kullanılır. Yağ akış testlerine hazırlanmak için rüzgar tüneli test bölümünün iç yüzeyini beyaz yapışkan kağıtla kaplayın. Hava kabarcıkları nedeniyle kırışıklık veya çarpma olmadığından emin olmak için yapışkan kağıdı dikkatlice yerleştirin.

Test bölümü tabanındaki kare deliğin üzerindeki yapışkan kağıtta bir delik açın. Ardından test bölümündeki çıkarılabilir alt plakayı yerine takın. Şimdi model polipini ankraj konumuna yerleştirin.

Rüzgar tüneli test bölümünün üzerine monte edilmiş yüksek çözünürlüklü bir kamera kullanarak teste hazırlanmak için, kamerayı model polip ve çevresindeki test bölümü alanını içeren görüş alanı olacak şekilde odaklayın. Kamerayı görüntü veya video çekecek şekilde ayarlayın. Bebek yağı, kopya toner, toz ve gazyağını hacimce yediye bir ila iki oranında birleştirerek akış görselleştirme yağ karışımını hazırlayın.

Bebek yağı ve toner tozunu bir kapta karıştırın ve toner tamamen eriyene kadar birkaç saniye karıştırın. Sonra gazyağı ekleyin ve karıştırın. Test bölümü yüzeyine kolay uygulama için karışımı bir sprey şişesine iyice aktarın.

Yağ karışımını uygulamadan önce, test bölümü yüzeyini su ile temizleyin ve bir kağıt havluyla kurulayın. Ardından birkaç dakika kurumaya bırakın. Model vokal fold polipini çevreleyen alana ince, eşit bir sıvı tabakası püskürtmek için yağ karışımıyla doldurulmuş sprey şişesini kullanın.

Uygun yağ üretmek için ince, eşit bir yağ karışımı tabakası önemlidir. Film görselleştirme görüntüleri, kamerada görüntü veya video alımını başlatır. Rüzgar tüneli açılmadan önce kamera alımına başlanır.

İlk geçici yağ karışımı hareketini yakalamak için, emme rüzgar tünelini istenen hızda açın. Yağ karışımı, test bölümü yüzeyi boyunca akmaya başlayacaktır. Yağ karışımının akışı durduğunda ve sabit desenlerle gösterildiği gibi sabit bir duruma ulaştığında veya istenen süre geçtiğinde, kamera kaydını durdurun ve statik basınç eklemek için rüzgar tünelini kapatın.

Test bölümü zemin yüzeyine hafifçe vurur. Model polipin ankraj konumunun orta hattından başlayın ve sekiz nokta 89 santimetre genişliğinde ve akış aşağısında 22 nokta 86 santimetre uzanan bir ızgara deseni oluşturmak için çıkarılabilir plakaya delikler açın. Daha sonra paslanmaz çelik tabloları istenen konfigürasyonda model polipini çevreleyen deliklere monte edin.

Sıkıntıların bir ucunda esnek boruyu takmak için bir çıkıntı bulunur ve diğer ucunda montaj için düzdür. Düzgün bir şekilde monte edildiğinde, sıkıntılar test bölümü zemini ile aynı hizada olur. Ardından, monte edilmiş paslanmaz çelik tabloları tarama basıncı dönüştürücü ölçüm portlarına bağlamak için kısa parçalar halinde şeffaf esnek polivinil klorür boru takın.

Tarama basıncı dönüştürücüsü 16 basınç portuna sahiptir. Tarama basıncı dönüştürücüsünü bir bilgisayara bağlayarak ve tarama basıncı dönüştürücü yazılımını kullanarak toplama parametrelerini yapılandırarak yüzey basıncı veri toplamaya başlayın. Edinme yazılımını, istenen veri toplama süresi boyunca 500 hertz'de veri alacak şekilde ayarlayın.

Ardından, emme rüzgar tünelini istenen hıza ayarlayın. Şimdi basınç ölçümü alımına başlayın. Basınç ölçümleri, istenen herhangi bir akış teşhis tekniği ile eş zamanlı olarak elde edilebilir.

Örneğin, PIV lazer, doppler vela simetrisi ve sıcak tel anemometresi. Model polip, Reynolds sayısı 9.000 olan sabit akış koşulları altında test edildi. Birincil yukarı akış ayırma çizgisi, polipin yukarı akışındaki koyu çizgi olarak görüntülenir.

Polipin uyanışına yakın bir yerde, aşağı akış firkete girdabının bacaklarını oluşturan iki ters yönde dönen girdap tüpünün bağlantı noktaları olan iki girdap konsantrasyon düğümü vardır. Burada, Reynolds sayısı 9.000 olan çapraz akışlı bir model polip için bir yağ akışı görselleştirme görüntüsü gösterilmektedir. Polipin kenarlarından aşağı doğru uzanan ve uyanışın dış sınırlarını temsil eden koyu çizgiler, nesnenin arkasındaki devridaim girdabı nedeniyle bağlantı noktasına kadar birleşir.

Sabit akış koşulları için yağ akışı görselleştirme sonuçları, model polipin yukarısında bir at nalı girdap sisteminin ve polipin aşağısında firkete girdaplarının oluşumunu doğrular. Tek bir salınım döngüsü boyunca yukarı ve aşağı akış basınç ölçümleri burada gösterilmektedir. Üç numaralı konumda bulunan kırmızı çizgi, polipin hemen aşağısındaki geri akış bölgesindeki en düşük basınç bölgesini gösterir.

Bireysel basınç dönüştürücü değerlerinin döngü boyunca değiştiği bulundu ve dönüştürücü konumları arasındaki basınç farkı, döngü konumunun ve dolayısıyla gösterilen ortalama hızın bir fonksiyonu olarak değişti. İşte tahrikli model vokal kıvrımlar ve duvara monte model vokal fold polip kullanılarak yapılan ilgili bir çalışma. Sıvı akışının yönü ekranın dışındadır.

Renkli oklar, ses telleri açılmaya başladığında hız büyüklüğünün vektör grafiklerini gösterir. Yakınsak bir kanal oluşturulur ve uygun bir basınç gradyanı geliştirilir. Akış polipin üzerinden geçer ve orta hatta doğru yönlendirilir.

Glottis maksimum genişliğine ulaştığında ve paralel bir konfigürasyon aldıkça, iki ters yönde dönen akış bilge girdap oluşur. Ses telleri kapandıkça, akış polipin etrafında ve ön arka orta hattan uzağa zorlanır Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik uygun şekilde yapılırsa birkaç dakika içinde yapılabilir. Bu videoyu izledikten sonra, cilt sürtünme çizgilerinin yüksek ve düşük hızlı bölgelerini belirlemek ve karmaşık üç boyutlu akışların topolojik haritalarını oluşturmak için kullanılabilecek yağ akışı görselleştirme verilerinin nasıl elde edileceğini iyi anlamış olmalısınız.