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Laserbasierte Stereo-PIV in einem menschlichen Kehlkopfmodell

Ergebnis einer zweidimensionalen PIV-Messung des supraglottalen Kanals in einem künstlichen Kehlkopfmodell

Hintergrund: Die menschliche Stimme ist das Ergebnis eines strömungsmechanisch dominierten Schwingungsprozesses der Stimmlippen (auch bekannt als Stimmbänder). Da diese mit einer hohen Frequenz schwingen und für Messgeräte schwer zugänglich sind, konnte die zugrundeliegende Physik noch nicht vollständig geklärt werden.

PIV Messung an Stimmlippen

PIV Messung an Stimmlippen

Aufgabenstellung: Im Rahmen der Arbeit soll mittels der laserbasierten Stereo Particle Image Velocimetry (Stereo-PIV) das Strömungsfeld stromabwärts von künstlichen Stimmlippen untersucht werden. Dazu ist es zuerst notwendig, die vorhandene Messtechnik (Kameras und Laser) in den vorhandenen Versuchsaufbau (Kehlkopfmodell) konstruktiv zu integrieren. Anschließend werden die Strömungsmessungen durchgeführt und das Strömungsfeld ausgewertet.

Das genaue Thema der Arbeit kann an die persönlichen, fachlichen Vorlieben angepasst werden (z.B. stärkerer Bezug zur Akustik, Medizintechnik, Strömungsmechanik, Lasertechnik, Messtechnik…).

Ablauf:

  • Konstruktion diverser Halterungen für die Stereo-PIV Komponenten
  • Durchführung von ersten Voruntersuchungen, Qualifizieren der Messtechnik
  • Stereo-PIV Messungen am vorhandenen Stimmlippenmodell
  • Umfassende Auswertung der Ergebnisse

Anforderungen:

  • Grundkenntnisse in Strömungsmechanik sind hilfreich, aber nicht notwendig
  • Technisches Geschick ist hilfreich
  • Die Arbeit kann gerne auch in englischer Sprache verfasst werden.

Beginn: nach Absprache

Betreuer:

Alexander Lodermeyer, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 0.531a
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29439
  • E-Mail: lo@ipat.fau.de


Laser-based Stereo-PIV in an artificial human larynx

Background: The human voice is the result of a predominantly fluid mechanical oscillation the vocal folds (a.k.a. vocal cords). As they oscillate at a high frequency and are hidden from normal view, measurements used to be challenging. Hence, the process underlying vocal fold oscillation are still not fully understood.

Definition of the thesis: In the proposed thesis, the flow field downstream of artificial vocal folds is investigated using Stereo PIV. Therefore, the measurement equipment needs to be integrated into the experimental setup. Afterwards, the actual measurements are executed and evaluated.

The exact topic of the thesis can be adapted to your personal preferences (e.g. acoustics, medical technology, fluid mechanics, laser technology, measurement technology).

Process of the thesis:

  • Design and integration of holdings/mounts for the Stereo PIV components into the experimental setup
  • Execution of pre-tests of the measurement system, equipment qualification
  • Stereo PIV measurements with the artificial larynx
  • comprehensive evaluation of the results

Requirements:

  • Basics in fluid mechanics are beneficial, but not mandatory
  • Technical/practical skills are beneficial
  • The thesis may be written in English

Start: variable

Mentor/Supervisor:

Alexander Lodermeyer, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 0.531a
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29439
  • E-Mail: lo@ipat.fau.de