發(fā)布時間：2020-05-20 19:06

【摘要】：當前,計算聲學在各領域得到廣泛的應用,在語音學上聲學仿真技術(shù)已經(jīng)非常成熟,特別是靜態(tài)聲道(邊界)的聲學仿真。然而在研究語音生成過程中,人體聲道比較復雜,特別是連續(xù)發(fā)音過程中,常還伴隨著聲道形狀的實時變化,該過程所引起的復雜邊界、移動邊界問題尚未有很好的解決方法。因此,真實、準確地探究人類言語生成過程中聲波在聲道中傳播顯得尤為重要。目前,聲學的數(shù)值模擬的方法有:基于網(wǎng)格法和無網(wǎng)格法,其中基于網(wǎng)格法包括邊界元法、有限元法和時域有限差分方法等,這些傳統(tǒng)的基于網(wǎng)格的方法在計算聲學領域已經(jīng)取得很大的成功。特別是時域有限差分方法因其高效、準確等特點在聲學計算得到廣泛的應用,但該方法在處理含有復雜邊界和移動邊界問題時,常常伴隨有網(wǎng)格重構(gòu)和網(wǎng)格畸變等,同時這樣很容易造成較大的計算誤差,且計算過程相當耗時。為了解決該問題,本文將時域有限差分方法和浸入式邊界法二者結(jié)合并建模,進而將其應用于聲道的聲學分析。浸入式邊界法是計算流體力學領域一重要方法,主要用來處理復雜外形結(jié)構(gòu)下流體的運動情況和各種移動邊界問題,在二者結(jié)合的聲學計算模型中,它將聲道邊界和聲波的相互作用通過在聲學控制方程中加附加力來體現(xiàn),并在計算中采用簡單規(guī)則的笛卡爾網(wǎng)格,網(wǎng)格上的參數(shù)信息(壓力和速度等)由時域有限差分法交替進行計算。為了驗證該數(shù)學模型在求解含有復雜邊界和移動邊界的問題時的正確性和有效性,本文進行了針對普通話元音的聲學仿真實驗,通過與MRI測量結(jié)果的對比,來驗證本文模型的正確性。同時在該模型的基礎上,將其應用到聲道動態(tài)變化的數(shù)值仿真上,從而闡明該模型能夠求解含有復雜邊界和移動邊界問題。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O241.3;O42

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 應隆安;;吸收邊界條件和完美匹配層[J];數(shù)學年刊A輯(中文版);2010年02期

，

本文編號：2673064