Comparación modelo CFD 2D y 3D al realizar el análisis de esfuerzos, deformaciones y vibraciones de las cuerdas vocales (2024)
El presente trabajo de tesis aborda a la comparación entre un modelo CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) en 2D y 3D al realizar el análisis de esfuerzo, deformaciones y vibraciones de las cuerdas vocales. Esta investigación se llevo a cabo con el objetivo de identificar, analizar las variables que se ven implicadas en la fonación basándose principalmente en referencias científicas, para así poder estableces un modelo geométrico basado en las referencias de las cuerdas vocales teniendo en cuenta las condiciones de las cuerdas vocales tanto fisiológicas como anatómicas relevantes, con la finalidad de poder realizas simulaciones numéricas analizando la incidencia del caudal del aire sobre estas, encontrando y estableciendo los puntos críticos y las áreas con mayor influencia, la metodología empleada incluyó, una adecuada recopilación de información referente a todas las características de la fonación, para poder determinar las variables, propiedades y geometría, teniendo en cuenta que con ello se realizo el desarrollo de modelos en 2D y 3D, en búsqueda de una simulación realista, usando el Software ANSYS apartado Workbench para realizar el análisis de la simulación CFD, también se usó para hacer un análisis estructural transitorio y deformaciones, finalmente un análisis de vibraciones, bajo algunas características, condiciones de frontera y constantes de las variables más importantes, tanto como de su fluido, frecuencias, zonas de criticidad, áreas y en concordancia a lo hecho en otros estudios. Una vez analizadas las gráficas y figuras logradas, los resultados obtenidos revelaron una mejor capacidad de los modelos geométricas, al tener en cuenta la compilación de las dos geometrías, se da un modelo coherente con resultados positivos al momento de hacer la comparación con investigaciones anteriores, consiguiendo una mayor precisión en este, una de las observaciones más relevantes fue la similitud del movimiento dinámico de las cuerdas vocales en los resultados obtenidos en la simulación 3D, respecto a patrones de índole medica, también a la gran diferencia de las graficas de vibraciones, deformaciones y esfuerzos entre en 2D y 3D, dando una mayor precisión, representación visual y respuestas dinámicas más precisas y acertadas para el modelo en 3D, sin embargo el 2D ofrece un análisis meticuloso con buenos resultados fiables y al momento de realizar ahorraría tiempo en su ejecución con tiempo de lapsos más grandes para analizar; este trabajo contribuye a futuras aplicaciones practicas sean para la investigación o para la ejecución de algún nuevo examen y por tanto adquiriendo un de propiedades, características, restricciones, que involucren y permitan entender dicho fenómeno físico desde un ámbito fisiológico más preciso, para así poder apoyar el avance medico en función de prevenir trastornos o incluso desarrollar posibles tratamientos, puesto que el tracto vocal, quien anatómicamente es quien interactúa con el aire proveniente de los pulmones, consta de tejidos humanos con propiedades que a pesar de permitir la fonación, tiene limitantes que pueden incurrir en enfermedades e incapacidades que a su vez provocan una serie de problemas al relacionarse socialmente como individuo.