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声场与结构的耦合分析及其在耳声传递模拟中的应用

作　者: 王振龙
导　师: 胡于进
学　校: 华中科技大学
专　业: 工业工程
关键词: 中耳耳蜗有限元分析基底膜耦合
分类号: R764
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 26次
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内容摘要

有限元分析是模拟声音在人耳内传递的有效方法,通过声场——结构耦合有限元模型计算可模拟中耳结构变化对耳声传递的影响。本文建立了包括耳道和耳腔内的空气、中耳结构、简化直腔耳蜗及淋巴液集成的有限元模型。通过声场——结构耦合分析计算声音由外耳道向内耳的传递过程,获得了鼓膜、镫骨足板的位移、中耳的声压增益、前庭阶的压力分布及前庭阶与鼓阶的压力差,模拟了基底膜自蜗底到蜗顶的频率选择特性。在声场正向传递分析的基础上,通过建立的简化直腔耳蜗模型,分析圆窗激励条件下的声音由圆窗经过鼓阶、前庭阶传递至卵圆窗并到达中耳的逆向传递过程,获得了耳声逆向传递下的耳蜗压力分布、鼓阶与前庭阶压力差分布。最后,本文建立了中耳与中耳植入辅助听力装置的有限元模型,计算了助听装置植入中耳前后的鼓膜和镫骨足板的位移响应,分析了不同安装条件下植入式助听质量对中耳声传递功能的影响。中耳与耳蜗集成模型计算获得的鼓膜及镫骨位移响应、中耳压力增益、圆窗处的压力增益和声音逆向传递条件下压力差分布等结果与相关实验数据较一致,说明了本文建立的中耳模型、耳蜗模型和基底膜力学参数的合理性。因此,本文建立的中耳与简化耳蜗集成模型可进一步应用于不同条件下中耳功能和耳蜗运动功能的数值模拟。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 课题来源、研究目的及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-16
  1.3 本文主要工作  16-17
2 人耳听觉系统的生理学简介  17-22
  2.1 中耳生理结构及声传递功能介绍  17-20
  2.2 耳蜗生理结构及其功能  20-21
  2.3 本章小结  21-22
3 中耳及耳蜗有限元建模  22-27
  3.1 中耳有限元模型  22-25
  3.2 耳蜗有限元模型  25-26
  3.3 本章小结  26-27
4 外耳道、中耳及被动耳蜗模型的耦合分析  27-53
  4.1 有限元耦合场分析简介  27-31
  4.2 中耳及耳蜗功能评价参数  31-33
  4.3 外耳道与中耳的耦合分析  33-35
  4.4 中耳与被动耳蜗集成模型的耦合分析  35-47
  4.5 声压的逆向传递的分析  47-52
  4.6 本章小结  52-53
5 植入式辅助听力装置质量对中耳转换功能的影响  53-62
  5.1 中耳及悬浮质量换能器集成建模  53-55
  5.2 悬浮质量换能器对中耳功能的影响分析  55-61
  5.3 本章小结  61-62
6 总结与展望  62-64
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-70
附录 1 攻读学位期间发表学术论文目录  70

声场与结构的耦合分析及其在耳声传递模拟中的应用

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