Numerical simulation of the dynamical properties of the human tympanum



Título del documento: Numerical simulation of the dynamical properties of the human tympanum
Revue: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000325884
ISSN: 0035-001X
Autores: 1
1
2
Instituciones: 1Universidad de Guanajuato, Instituto de Física, Guanajuato. México
2Centro de Investigación en Matemáticas A.C., Guanajuato. México
Año:
Periodo: Abr
Volumen: 54
Número: 2
Paginación: 135-140
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental, aplicado
Resumen en español Resumen Una simulación numérica de las propiedades dinámicas de la membrana timpánica es presentada. Un método simple y distinto de simulación de los patrones de vibración del sistema acoplado tímpano–martillo ha sido evaluado proponiendo la modelación del tímpano a través de las vibraciones de una membrana elástica forzada, en tanto que el efecto del mango del martillo es introducido a través de una semi–membrana. Se propone la superposición de estos dos estados como un modelo para describir las vibraciones del sistema acoplado tímpano–martillo. Ambas soluciones tienen representaciones analíticas que llevan a cálculos computacionales simples. Los resultados de la simulación para el modo vibracional (1,1) muestran una amplitud para la membrana mayor que aquella para el mango del martillo. La máxima amplitud obtenida fue de aproximadamente 1 µm, a una frecuencia de prueba de 2 kHz. Además, curvas de nivel correspondientes a los modos vibraciones simulados fueron obtenidos. El modelo numérico presentado puede ser fácilmente manipulado para cambiar los parámetros de entrada, tales como la presión y frecuencia del sonido. Así mismo, otras situaciones tales como la forma cónica del tímpano o algunas asimetrías pudieran ser consideradas
Resumen en inglés Abstract A numerical simulation of the dynamical properties of the tympanic membrane is presented. A simple and different simulation of the vibratory patterns of the coupled system of the tympanum–malleus have been assessed by proposing the modeling of the tympanum through the vibrations of a forced elastic membrane, whereas the effect of the manubrium is introduced through a forced semi–membrane. We propose the superposition of these waveforms as a model for describing the vibrations of the coupled system of the tympanum–malleus. Both waveforms have analytical representations leading to simple computations. The results of the simulation for the vibrational mode (1,1) show an amplitude for the membrane larger than those for the handle of the malleus. The maximum amplitude obtained was around 1 µm, at a test frequency of 2 kHz. Also, level curves corresponding to the simulated vibrational modes were obtained. The numerical model presented can be easily handled to change input parameters, such as sound pressure and frequency. Also, other situations such as the conical shape of the tympanum or some asymmetries could be considered
Disciplinas: Física y astronomía,
Medicina
Palabras clave: Acústica,
Neurología,
Otorrinolaringología,
Sistema tímpano-martillo,
Vibraciones,
Semi-membrana forzada
Keyword: Physics and astronomy,
Medicine,
Acoustics,
Neurology,
Otolaryngology,
Tympanum-malleus system,
Membrane vibrations,
Forced semi-membrane
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