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171 results on '"Silva, Fabrice"'

1. Bifurcation analysis of cantilever beams in channel flow

Author: Soares, Filipe, Vergez, Christophe, Antunes, Jose, Cochelin, Bruno, Debut, Vincent, and Silva, Fabrice
Published: 2023
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2. A Galerkin formulation for the nonlinear analysis of a flexible beam in channel flow

Author: Soares, Filipe, Antunes, Jose, Debut, Vincent, Vergez, Christophe, Cochelin, Bruno, and Silva, Fabrice
Published: 2023
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3. A nonlinear analytical formulation for the 1D modelling of a flexible beam in channel flow

Author: Soares, Filipe, Antunes, Jose, Debut, Vincent, Vergez, Christophe, Cochelin, Bruno, and Silva, Fabrice
Published: 2022
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4. The Lego hands: changing the affording location of graspable objects

Author: Da Silva, Fabrice and Lionel, Brunel
Subjects: Visual Perception, affordances, categorization, motor constraints
Abstract: The present study examined throughout three experiments thenature of stimulus-response compatibility (SRC) effectsrelated to affordance perception in situations wherein objectaffordances and response effectors are irrelevant to eachother. In the first experiment, using a foot-press responsedispositive, we found a SRC effect between the orientation ofthe graspable part of the presented object and the laterality ofthe response. In Experiment 2a, we showed that constrainingthe subject hands in a given position (i.e., a Lego hand shape)during the same task interfered with the SRC effect. InExperiment 2b, participants performed a short training phasewith their hands constrained before performing theexperiment. This resulted in an inversion of the direction ofthe SRC effect previously observed. We discuss these resultsand provide arguments in favor of a specific motor activationaccount.
Published: 2017

5. Is a letterbox always a letterbox? The role of affordances in guiding perceptual categorization

Author: Da Silva, Fabrice, Camus, Thomas, Brouillet, Denis, Jimenez, Manuel, Viglieno, Emmanuel, and Brunel, Lionel
Published: 2021
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6. Synth\`ese sonore de la clarinette avec mod\`ele de r\'esonateur \`a trous lat\'eraux optimis\'e sur des imp\'edances d'entr\'ee d'une clarinette r\'eelle

Author: Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Kergomard, Jean, and Dalmont, Jean-Pierre
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: Sound synthesis can be developed using physics-based modelling of the musical instruments. These methods need the description of the various parts of sound production mechanism, in particular a model of the acoustic resonator that have to be simple enough due to the real-time constraint. However, in the case of the clarinet, the bore is quite not a cylindrical tube. An implementation of a resonator including a open-tone holes lattice is presented in this paper., Comment: CDROM
Published: 2009

7. Approximation of the acoustic radiation impedance of a cylindrical pipe

Author: Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Kergomard, Jean, Mallaroni, Bastien, and Norris, Andrew N.
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: Useful approximation formulae for radiation impedance are given for the reflection coefficients of both infinitely flanged and unflanged rigid-walled cylindrical ducts. The expressions guarantee that simple but necessary physical and mathematical principles are met, like hermitian symmetry for the reflection coefficient (identical behaviour of positive and negative frequencies) and causality for the impulse response. A non causal but more accurate expression is also proposed that is suitable for frequency-domain applications. The formulae are obtained by analytical and numerical fitting to reference results from Levine & Schwinger for the unflanged case and extracted from the radiation impedance matrix given by Zorumski for the infinite flanged case., Comment: Journal of Sound and Vibration (2008) accepted
Published: 2008
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8. Interaction of reed and acoustic resonator in clarinetlike systems

Author: Silva, Fabrice, Kergomard, Jean, Vergez, Christophe, and Gilbert, Joël
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: Sound emergence in clarinetlike instruments is investigated in terms of instability of the static regime. Various models of reed-bore coupling are considered, from the pioneering work of Wilson and Beavers ["Operating modes of the clarinet", J. Acoust. Soc. Am. 56, 653--658 (1974)] to more recent modeling including viscothermal bore losses and vena contracta at the reed inlet. The pressure threshold above which these models may oscillate as well as the frequency of oscillation at threshold are calculated. In addition to Wilson and Beavers' previous conclusions concerning the role of the reed damping in the selection of the register the instrument will play on, the influence of the reed motion induced flow is also emphasized, particularly its effect on playing frequencies, contributing to reduce discrepancies between Wilson and Beavers' experimental results and theory, despite discrepancies still remain concerning the pressure threshold. Finally, analytical approximations of the oscillating solution based on Fourier series expansion are obtained in the vicinity of the threshold of oscillation. This allows to emphasize the conditions which determine the nature of the bifurcation (direct or inverse) through which the note may emerge, with therefore important consequences on the musical playing performances.
Published: 2008
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9. Seuils d'instabilit\'e d'un instrument de musique \`a anche simple : approche modale

Author: Silva, Fabrice and Kergomard, Jean
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: Many musical instruments, as for example woodwind instruments, flute or violins, are self-sustained oscillating systems, i.e. musician enacts as a continuous energy source to drive an oscillation in the passive resonator, the body of the instrument, by means of a nonlinear coupling. For single reed instruments like clarinet, there exists a minimal value of mouth pressure beyond which sound can appear. This paper deals with the analysis of this oscillation threshold, calculated using a modal decomposition of the resonator, in order to have a better comprehension of how reed characteristics, such as its strength and its damping, may influence the attack transient of notes.
Published: 2008

10. Oscillation thresholds for 'strinking outwards' reeds coupled to a resonator

Author: Silva, Fabrice, Kergomard, Jean, and Vergez, Christophe
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: This paper considers a "striking outwards" reed coupled to a resonator. This expression, due to Helmholtz, is not discussed here : it corresponds to the most common model of a lip-type valve, when the valve is assumed to be a one degree of freedom oscillator. The presented work is an extension of the works done by Wilson and Beavers (1974), Tarnopolsky (2000). The range of the playing frequencies is investigated. The first results are analytical : when no losses are present in the resonator, it is proven that the ratio between the threshold frequency and the reed resonance frequency is found to be necessarily within the interval between unity and the square root of 3. This is a musical sixth. Actually the interval is largely smaller, and this is in accordance with e.g. the results by Cullen et al.. The smallest blowing pressure is found to be directly related to the quality factor of the reed. Numerical results confirm these statements, and are discussed in comparison with previous ones by Cullen et al (2000).
Published: 2007

11. Simulation of Single Reed Instruments Oscillations Based on Modal Decomposition of Bore and Reed Dynamics

Author: Silva, Fabrice, Debut, Vincent, Kergomard, Jean, Vergez, Christophe, Deblevid, Aude, and Guillemain, Philippe
Subjects: Physics - Classical Physics
Abstract: This paper investigates the sound production in a system made of a bore coupled with a reed valve. Extending previous work (Debut, 2004), the input impedance of the bore is projected on the modes of the air column. The acoustic pressure is therefore calculated as the sum of modal components. The airrrﬂow blown into the bore is modulated by reed motion, assuming the reed to be a single degree of freedom oscillator. Calculation of self-sustained oscillations controlled by time-varying mouth pressure and player's embouchure parameter is performed using ODE solvers. Results emphasize the par ticipation of the whole set of components in the mode locking process. Another impor tant feature is the mutual innnﬂuence of reed and bore resonance during growing blowing pressure transients, oscillation threshold being altered by the reed natural frequency and the reed damping. Steady-state oscillations are also investigated and compared with results given by harmonic balance method and by digital sound synthesis.
Published: 2007

12. Self-oscillations of a Vocal Apparatus: A Port-Hamiltonian Formulation

Author: Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Hutchison, David, Series editor, Kanade, Takeo, Series editor, Kittler, Josef, Series editor, Kleinberg, Jon M., Series editor, Mattern, Friedemann, Series editor, Mitchell, John C., Series editor, Naor, Moni, Series editor, Pandu Rangan, C., Series editor, Steffen, Bernhard, Series editor, Terzopoulos, Demetri, Series editor, Tygar, Doug, Series editor, Weikum, Gerhard, Series editor, Nielsen, Frank, editor, and Barbaresco, Frédéric, editor
Published: 2017
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13. LUMPED PARAMETER MODELLING AND SIMULATION OF A SIMPLIFIED VOCAL APPARATUSIN THE PORT-HAMILTONIAN FRAMEWORK

Author: Risse, Thomas, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Wetzel, Victor, Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], Port-Hamiltonian Systems, Vocal apparatus, Physical modelling, Lumped parameter models
Abstract: International audience; In this work, we propose a power-balanced model of the full vocal apparatus, described by passive elementary components, the connection of which accounts for fluidsolid and fluid-fluid interactions. In the larynx, we consider a potential incompressible flow of an inviscid fluid between parallel moving walls whose dynamics is reduced to a mass-spring-damper oscillator equipped with an elastic cover. The vocal tract is represented by a macroscopic lumped parameter model derived for the irrotational flow of a compressible inviscid fluid with the simplest kinematics satisfying the boundary conditions. The assembly of elements admits a representation as a constrained global port-Hamiltonian system for which we propose simulations based on a projection method that preserves the power balance. Several numerical experiments show the ability of the model to reproduce a variety of regimes according to different configurations: non oscillating regimes (no phonation), periodic regimes (typical of healthy voice) and non-periodic oscillating regimes (typical of dysphonia). These simulations are used to sketch first cartographies of regimes with respect to control parameters.
Published: 2023

14. Contact Pressure Between the Vocal Folds in Reinke's Edema: Experimental Observations on an Excised Human Larynx

Author: Silva, Fabrice, Legou, Thierry, Champsaur, Pierre, Giovanni, Antoine, and Lagier, Aude
Published: 2021
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15. Estimation de directivités acoustiques à l'aide d'antennes non-sphériques de microphones

Author: Hartenstein, Matthieu, Ollivier, François, Silva, Fabrice, Institut Jean Le Rond d'Alembert (DALEMBERT), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Société Française d'Acoustique [SFA], Sciences et Technologies de la Musique et du Son [UMR 9912 - STMS]
Subjects: [PHYS]Physics [physics], [SCCO]Cognitive science, [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO]Computer Science [cs], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Estimation de directivités acoustiques à l'aide d'antennes non-sphériques de microphones
Published: 2023

16. Minimal port-Hamiltonian modeling of voice production: choices of fluid flow hypotheses, resulting structure and comparison

Author: Risse, Thomas, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, and Falaize, Antoine
Abstract: Voice production results from the interaction between expelled airflow and soft tissues in the larynx and the vocal tract. Among the large literature on this topic over the last fifty years, a few nonlinear fluid-structure interaction models have been proposed in the port-Hamiltonian framework for passivity purposes. In this paper, we examine, compare and discuss two lumped-element port-Hamiltonian models from the literature, both derived from distributed parameter descriptions and simplifying assumptions chosen to integrate the minimal relevant phenomena involved in the larynx (for self-oscillations) or the vocal tract (during articulation). These models are recalled and reformulated using common terminology and notations. This leads to equivalent circuit representations, the components and the structure of which allow direct comparison (about causality, dimension, nonlinear laws, coupling) and physical interpretation. These results highlight important properties to consider and provide guidelines for future modelling improvement to be used in simulation.
Published: 2024
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17. Bifurcation Analysis of Cantilever Beams in Channel Flow

Author: Soares, Filipe, primary, Vergez, Christophe, additional, Antunes, Jose, additional, Debut, Vincent, additional, Cochelin, Bruno, additional, and Silva, Fabrice, additional
Published: 2023
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18. A New Approach to Measure Vocal Tract Resonances. Application to a Modern Singing Study

Author: Maison, Timothée, Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Henrich Bernardoni, Nathalie, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - Analyse et Modification de l'homme en mouvement : biomécanique, cognition, vocologie (GIPSA-MOVE), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), and Université Grenoble Alpes (UGA)
Subjects: [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Measuring vocal-tract acoustics is one key issue for singing voice characterization. We aim at developing a non-invasive experimental tool that would assess the singer's vocal-tract acoustical behavior during singing. Grounded on previous impedance measurements, a broadband external acoustic source (chirp signal) loads vocal tract at the lips while phonating. Both chirp and voice signals are recorded by a microphone. An open-mouth condition measurement calibrated by a closed-mouth condition provides vocal-tract frequency response, from which resonance frequencies and quality factors can be estimated. A challenging aspect is to separate voice from chirp signal. We propose a new method for signal separation and test it numerically. Its applicability to real singing is then explored on vowels sung by a modern-style singer.First step consists in estimating voice fundamental frequency on recorded voice+chirp signal. Secondly, an informed high-order chirplet analysis is performed on this signal to eliminate voice, recovering only modulated chirp. Numerical simulations, based on synthesizing vowel [a] sung at 450Hz while adding a 3dB-lower chirp, show that the method is accurate enough for resonance frequencies (resp. quality factors) not to deviate by less than 3 cents (resp. 5%).The method is applied on recordings of a modern singer and singing teacher. The subject was asked to sing vowel [a] with different voice qualities and for several pitches (F3, G3, A3). Measurement was done during a one-second sustained phonation (voice condition) and during a following closed-glottis condition with instruction to keep vocal tract in same position (silence condition). Voice condition forces to apply voice-chirp separation method, on contrary to silence condition. Results show that the closed-glottis instruction causes additional vocal tract adjustments, even for a trained singer. The differences in resonances between registers are explored as a function of pitch and voice quality.
Published: 2022

19. Analytical 1D model of the flow-structure interaction in snoring

Author: Soares, Filipe, Antunes, Jose, Debut, Vincent, Vergez, Christophe, Cochelin, Bruno, Silva, Fabrice, Instituto Superior Técnico, Technical University of Lisbon, Instituto Politécnico de Castelo Branco - Polytechnic Institute of Castelo Branco, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Matériaux et Structures (M&S)
Subjects: [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; The most common type of human snoring is characterized by vibrations of the soft-palate, induced by passing air during respiration. Despite being a widespread disorder, its occurrence is poorly understood and, consequently, clinical treatment is often ineffective. This physical system can be characterized, in its essence, by a cantilevered beam subjected to axial flow in a confined passage. These type of fluid-structure interaction systems have been a subject of research for many years, as its fundamental behavior is found in many other practical applications. Most studies are concerned solely with the conditions for linear stability and do not explore the ensuing nonlinear behavior of the system. This is particularly delicate as fluttering beams in confined flows are known to often result in dynamics with intermittent impacts between the beam and the side-walls. Here we present a nonlinear analytical resolution to a simplified 1-D model, based on a modal beam and bulk-flow equations. The model accounts for dissipation through distributed (frictional) and localized head-loss terms. The latter are imposed at the boundary conditions and aims to describe the complex effects occurring outside the domain (turbulence, vortex shedding, etc.). The present analytical resolution leads to a compact system for linear stability analysis, but also to a nonlinear formulation of the fluid-structure interaction. The inclusion of a regularized contact model allows for the computation of the full nonlinear dynamics, including intermittent impacts. Linear stability results are compared to previously published results using 2-D CFD models, and the relative merits of the model are discussed. A series of limit cycles with intermittent impacts between the beam and side-walls are presented to illustrate the nature of the postinstability oscillations. To the authors knowledge, the proposed formulation presents, for the first time, a framework for the comprehensive understanding of the nonlinear dynamics associated with flexible beams in confined axial flow.
Published: 2022

20. O impacto do empoderamento na partilha de conhecimento e na colaboração e a influência destes no sucesso da gestão de projetos

Author: Silva, Fabrice Gabriel Santos da, Espírito Santo, Pedro, and Marques, Alzira Maria Ascensão
Subjects: Partilha de conhecimento, Colaboração, Empoderamento, Sucesso do projeto, Ciências Sociais::Economia e Gestão [Domínio/Área Científica], Gestão de projetos
Abstract: Com o intuito de atingir o sucesso do projeto, a gestão de projetos exige dos líderes, além das suas competências técnicas, competências para liderar pessoas. Num ambiente de trabalho as relações interpessoais da equipa influenciam o modo como o trabalho é realizado e as decisões que são tomadas. Assim, o empoderamento dos colaboradores é importante para um melhoramento da colaboração entre os membros da equipa e para a sua coesão, refletindo-se na partilha de conhecimento e aumentando a possibilidade de sucesso do projeto. Neste contexto, esta investigação tem como objetivo estudar o impacto do empoderamento na partilha de conhecimento e na colaboração e a influência destes no sucesso da gestão de projetos. Para isso, através da revisão de literatura revista, foi construído um modelo de investigação que visa analisar os efeitos diretos do empoderamento, avaliado através da autonomia e da responsabilidade, na colaboração entre os membros da equipa, na da partilha de conhecimento e no sucesso do projeto, bem como estudar os efeitos diretos da partilha de conhecimento e da colaboração nesse sucesso. Assim, através de uma amostra de 107 gestores de projetos portugueses, foram recolhidos dados através de um questionário e, posteriormente, analisados, numa primeira fase, com o software de análise estatística SPSS 25.0 e, numa segunda fase, com o software SMART PLS 3. Dos resultados conclui-se que o empoderamento tem um efeito positivo na colaboração e na partilha de conhecimento entre elementos da mesma equipa e de outras equipas de projeto e influencia positivamente o sucesso do projeto. Verificou-se, ainda, que a autonomia atribuída aos elementos de uma equipa de projeto promove a partilha de conhecimento e o sucesso do projeto e a responsabilidade desses colaboradores se manifesta positivamente na colaboração entre eles e na partilha de conhecimento. Estes resultados contribuem para o melhorar o conhecimento teórico sobre gestão de projetos e para melhorarem a prática da gestão das equipas de projeto, orientando os gestores de projeto a delegarem autonomia e responsabilidade nos elementos da equipa de projeto, na busca do sucesso do projeto.
Published: 2022

21. A Passive Nonlinear Three-Port Junction Model For Fluid Mechanics and Acoustics

Author: Wetzel, Victor, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: Wind instruments can be seen as a main bore along which lateral holes are connected by the means of a three-port cavity called a junction. Here, we introduce a passive and physically interpretable model of a junction allowing for the connection of 3 resonators. It is build on a set of geometrical, fluid mechanical and thermodynamic hypotheses and uses a lumped parameter approach. The cavity is approximated by a 2D cartesian volume in which the volumetric mass density is homogeneous. From these hypotheses, we build a fluid mechanical macroscopic model, the passivity of which is guaranteed by the use of the port-Hamiltonian framework. The junction model is interpreted using a nonlinear equivalent electrical circuits and a state-space representation. From this base model, we build five different versions ranging from fluid mechanics to linear acoustics by the means of a shift method, preserving nonlinearities, and approximations (mass convection, behaviour law of the fluid).
Published: 2022

22. Mise en place d’une base de données expérimentales, pour la validation de modèles de résonateurs et la comparaison de géométries et matériaux

Author: Viala, Romain, Boutin, Henri, Cabaret, Jérémy, Colinot, Tom, Dalmont, Jean-Pierre, Doc, Jean-Baptiste, Ernoult, Augustin, Fabre, Benoît, Fréour, Vincent, Pachebat, Marc, Silva, Fabrice, Le Mans Université (UM), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Buffet Group, Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans (LAUM), Le Mans Université (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés (LMSSC), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Modélisation et simulation de la propagation des ondes fondées sur des mesures expérimentales pour caractériser des milieux géophysiques et héliophysiques et concevoir des objets complexes (MAKUTU), Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] (LMAP), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP), Institut Jean Le Rond d'Alembert (DALEMBERT), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Yamaha Corporation, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Dans un objectif applicatif de fournir aux facteurs d’instruments à vent des outils de conception et de simulation, de nombreuses méthodes, à la fois de caractérisation et de simulation du comportement des propriétés acoustiques ont été développées. Certains de ces outils sont mis à la disposition des artisans via la Plateforme d’Aide à la Facture Instrumentale (PAFI). En parallèle d’un benchmark des modèles numériques pour leur vérification, une campagne expérimentale est ici présentée afin de créer une base de données exhaustive et de référence pour la validation des modèles (les notions de vérification et validation se basent sur les critères de l’ASME), et l’estimation des incertitudes associées aux mesures. En particulier, l’incertitude aléatoire inter/intra mesures et inter/intra échantillons est quantifiée. La campagne expérimentale se base sur de nombreux lots de cinq éprouvettes chacun. Le plan d’expérience permet d’obtenir des résultats expérimentaux consolidés concernant la conicité, les trous latéraux, les effets de bords, les conditions aux limites et les matériaux. Les éprouvettes fabriquées vont être testées dans au moins huit lieux différents présentant des méthodes de caractérisation variables. La première campagne ayant eu lieu permet d’établir un protocole de mesure reproductible. Cette campagne donne de premières estimations de la variabilité des mesures et permet de tester différents aspects du plan d’expérience.
Published: 2022

23. Équation des pavillons 1D conservative avec parois mobiles : discrétisation spatio-temporelle à bilan de puissance équilibré et simulation du conduit vocal

Author: Voisembert, Colette, Wetzel, Victor, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Société Française d'Acoustique, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique, Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), and Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: La synthèse de voix peut être obtenue en simulant l’acoustique du conduit vocal et son articulation. Grâce à ces variations géométriques dans le temps, le conduit vocal est capable de générer une variété de sons articulés. Cette variété se manifeste notamment par les renforcements spectraux (résonances acoustiques naturelles dans le cas de géométrie statique), appelés formants dans le spectre de la pression rayonnée et associés au niveau perceptif et cognitif aux différentes voyelles. Dans cette contribution, l’équation des pavillons 1D, classiquement utilisée pour modéliser un tube statique de section variable en espace $S(\ell)$, est d’abord reformulée sous une forme passive, à bilan de puissance équilibré, en SHP (Systèmes Hamiltoniens à Ports). Le modèle 1D est ensuite étendu au cas de parois mobiles $S(\ell,t)$ avec sa formulation en SHP et une interprétation du bilan de puissance équilibré. L'étape suivante consiste à discrétiser spatialement ce modèle en s'appuyant sur une méthode (proposée par Golo dans Automatica en 2004) qui préserve l'équilibre du bilan de puissance discrétisé. Pour ce faire, elle tire parti de la structuration SHP (séparation de la structure d'interconnexion et des efforts) avec des espaces compatibles d'approximation des flux et des efforts. Dans sa première version la plus simple, les flux (et variables d’état associées) sont constants par morceaux. Puis, nous étendons cette méthode à des espaces d'approximation plus riches et au cas incluant une source distribuée. Dans le cas du conduit vocal animé, le mouvement de la paroi joue le rôle de cette source distribuée, permettant ainsi un contrôle distribué (et non plus uniquement localisé aux bords du domaine). On propose des simulations numériques en temps qui montrent la préservation de la passivité pour les profils de conduit dans les cas statiques ou animés.
Published: 2022

24. Séparation et reconstruction d’arêtes par analyse en chirplets d’ordres supérieurs

Author: Maison, Timothée, Silva, Fabrice, Henrich Bernardoni, Nathalie, Guillemain, Philippe, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - Analyse et Modification de l'homme en mouvement : biomécanique, cognition, vocologie (GIPSA-MOVE), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: National audience; Dans le but de caractériser in vivo les résonances du conduit vocal et de quantifier leur rôle dans certaines productions vocales, un dispositif expérimental en développement s’appuie sur une excitation acoustique au niveau des lèvres par un sinus glissant linéaire (chirp) couplée à un microphone captant la pression aux lèvres ou à distance. Le signal mesuré est la somme du chirp filtré par le conduit vocal, d’un signal de voix (que l’on suppose harmonique et stationnaire) et de bruit éventuel. L’estimation des résonances du conduit vocal (en fréquence et facteur de qualité) demande alors une séparation des signaux permettant la reconstruction de la modulation d’amplitude du chirp. La connaissance a priori de la trajectoire du chirp dans le plan temps-fréquence et des hypothèses sur le signal voisé suggèrent l’utilisation de la transformée dite chirplet, généralisation de la transformée de Gabor intégrant la variation de fréquence instantanée (chirp rate), pour séparer les arêtes du plan temps- fréquence qui se croisent avec des pentes différentes. Dans un premier temps, l’amplitude du chirp est supposée localement constante sur la trame d’analyse avec des résultats intéressants en termes de séparation et de reconstruction du chirp. Puis, compte-tenu de la courte durée du chirp dans le contexte de la caractérisation du conduit vocal, nous cherchons à tirer parti de chirplets d’ordres supérieurs pour traiter les fortes modulations d’amplitude. Nous montrons que la famille des fonctions de Hermite (incluant la Gaussienne) constitue un choix pertinent de chirplets pour reconstruire fidèlement la modulation d’amplitude avec de bonnes propriétés de stabilité numérique. Finalement, l’utilisation de deux chirp rates complémentaires est proposé pour traiter le cas du croisement entre l’arête suivi (le chirp) et une harmonique de la voix. Le choix des valeurs des paramètres d’analyse est discuté, notamment celui de la taille de la fenêtre d’analyse.
Published: 2022

25. Précision et limites des mesures de résonance d’un conduit vocal par excitation acoustique aux lèvres : simulation numérique et étude sur maquettes

Author: Maison, Timothée, Allain, Baptiste, Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Henrich Bernardoni, Nathalie, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - Analyse et Modification de l'homme en mouvement : biomécanique, cognition, vocologie (GIPSA-MOVE), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: National audience; La caractérisation des résonances du conduit vocal est indispensable pour comprendre l'acoustique de la voix. Les méthodes de mesure s’appuyant sur un signal d'excitation à large bande et une mesure de pression au niveau des lèvres offrent un bon compromis entre précision, rapidité et intrusivité. Nous abordons ici quelques conseils pratiques pour réaliser de telles mesures et obtenir des estimations précises des fréquences et des facteurs de qualité des résonances. La méthode de mesure est validée par comparaison avec des modèles numériques (lignes de transmission avec pertes visco-thermiques et rayonnement) et avec différentes mesures d’impédances, tout d’abord sur un simple tube métallique puis sur des maquettes simplifiées de voyelles. L'analyse modale (fréquences et facteurs de qualité) est réalisée avec la méthode des cercles de Kennelly exploitant à la fois l’amplitude et la phase des réponses en fréquence, robuste face au problème de proximité entre résonances et anti-résonances. D’autre part, étant donné les niveaux sonores émis par les chanteurs, nous expérimentons la possibilité d’éloigner le microphone (l’excitation restant au niveau des lèvres). On montre que le microphone peut être placé n'importe où dès lors que le rapport signal/bruit est suffisamment bon : sous hypothèse de rayonnement monopolaire, le modèle de mesure reste valable mais les estimations deviennent plus sensibles aux possibles interférences d'autres sources acoustiques. Les fréquences de résonance et les facteurs de qualité obtenus à partir de mesures avec un microphone jusqu'à 30 cm des lèvres s'écartent de moins de 0,2 % et 10 % respectivement des valeurs de référence (mesure aux lèvres), validant le principe d’une caractérisation avec un microphone éloigné des lèvres. Enfin, on discute les limites de la mesure avec excitation aux lèvres pour des configurations vocaliques avec constriction forte du conduit vocal.
Published: 2022

26. Analyse microtomographique et vibroacoustique d'anches synthétiques pour saxophone

Author: Calazans, André, Maurel-Pantel, Aurélien, Silva, Fabrice, Machado, Guilherme, Vergez, Christophe, Sanchez, Patrick, Rosenzweig, Madeline, Eveno, Pauline, Carron, Maxime, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Syos, Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: Profitant des innovations en ingénierie des matériaux depuis plusieurs décennies, des anches synthétiques pour saxophone et clarinette sont apparues sur le marché dans le but de répondre aux attentes des fabricants et des musiciens à la fois en termes de prédictibilité, de reproductibilité et de durabilité. Nous proposons ici une étude comparative de différentes anches disponibles actuellement dans le commerce. Dans cette étude exploratoire, nous nous concentrons sur une étude de paramètres objectifs, sans inclure l'instrumentiste. Le premier volet porte sur l'analyse d’images des anches obtenues par micro-tomographique à rayons X. Elle permet un relevé tridimensionnel des géométries et l'examen de la structure interne des matériaux. La variété des profils d'épaisseurs est mise en rapport avec l'architecture des matériaux (naturelle pour les fibres de roseau, tissée et/ou renforcée pour les composites, et fragmentée pour les anches à base de poudre). Dans un second temps, les anches sont montées sur un bec de saxophone - sans lèvre artificielle - et soumises à des essais vibro-acoustiques par sollicitation acoustique via le bec et mesure des champs de déplacement transverse par vibrométrie laser à effet Doppler. On s'intéresse tout d'abord aux fréquences de résonance et aux facteurs de qualité associés. La variabilité liée aux incertitudes de montage d'une même anche sur le bec est comparée à la variabilité entre différentes anches d'une même série, puis entre les différentes conceptions d'anches synthétiques, confirmant le caractère discriminant des essais vibro-acoustiques.
Published: 2022

27. Étude comparative collaborative des modèles pour le calcul d’impédance d’instruments à vent

Author: Ernoult, Augustin, Boutin, Henri, Cabaret, Jérémy, Chabassier, Juliette, Colinot, Tom, Dalmont, Jean-Pierre, Doc, Jean-Baptiste, Fabre, Benoît, Félix, Simon, Fréour, Vincent, Pachebat, Marc, Silva, Fabrice, Viala, Romain, Modélisation et simulation de la propagation des ondes fondées sur des mesures expérimentales pour caractériser des milieux géophysiques et héliophysiques et concevoir des objets complexes (MAKUTU), Laboratoire de Mathématiques et de leurs Applications [Pau] (LMAP), Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Le Mans Université (UM), modartt, Buffet Group, Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Mans (LAUM), Le Mans Université (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés (LMSSC), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Institut Jean Le Rond d'Alembert (DALEMBERT), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Yamaha Corporation, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Société Française d'Acoustique, and Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Dans l’objectif de mettre à jour la Plateforme d’Aide à la Facture Instrumentale Pafi, nous proposons ici de recenser et comparer les outils existants permettant de calculer l’impédance d’entrée d’instruments à vent. Un groupe de travail a été constitué, réunissant une dizaine d’équipes de recherche françaises expertes dans la modélisation et les méthodes de résolution par matrice de transfert, éléments finis 1D, éléments finis 3D, méthodes multimodales, guides d’ondes, etc. Ce groupe a défini un ensemble de géométries étalons de résonateurs mettant en jeu différentes conditions de propagation (cylindre, cône, coude, trou latéral, etc.) ou de rayonnement (fermé, avec baffle, etc.). Les impédances d’entrée de ces tubes ont été calculées en utilisant l'expertise des membres du groupe de travail puis mises en commun sur une plateforme collaborative. La base de données ainsi constituée peut être utilisée pour mener des études comparatives, la vérification de modèles et la comparaison avec une base expérimentale. Son analyse permettra notamment de faire un choix éclairé des méthodes et modèles à implémenter dans un outil d’aide à la facture en considérant leur validité, leur versatilité, leur complexité d’implémentation et les ressources de calcul nécessaires. Après avoir présenté la mise en place de ce projet et l’accessibilité de la base de données, nous discuterons des résultats obtenus sur quelques cas particuliers.
Published: 2022

28. Practical Guidelines for Implementing Vocal Tract Resonances Characterization with Excitation at the Lips

Author: Maison, Timothée, Allain, Baptiste, Hoyer, Patrick, Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Henrich Bernardoni, Nathalie, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Centrale de Marseille (ECM), Fraunhofer (Fraunhofer-Gesellschaft), GIPSA - Analyse et Modification de l'homme en mouvement : biomécanique, cognition, vocologie (GIPSA-MOVE), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), Maison, Timothée, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)
Subjects: radiation, [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [SPI.ACOU] Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], resonance, vocal tract, measurement, acoustics
Abstract: International audience; The measurement of vocal tract resonances is crucial to understand voice acoustics. Their characterization using a broadband excitation signal and pressure measurements both at the lips is a good compromise between accuracy, speed and intrusiveness. In this paper we address some practical guidelines for performing such measurements in order to provide reliable estimates for resonance frequencies and quality factors. We also experiment the possibility to move away microphone from excitation at the lips, with a cylindrical waveguide as ideal vocal tract and its line-transmission model. Using a far-field model in which pressure decreases as the inverse of the distance from excitation at the lips, the microphone could be placed anywhere as soon as the Signal-to-Noise Ratio is good enough: measurements become more sensitive to interferences with other acoustics sources. Modal analysis is performed with a robust method using both amplitude and phase of measured functions. Resonance frequencies and quality factors estimations at distances up to 30 cm deviates by less than 0.2% and 10% respectively from reference measurement at the lips validating accurate characterization with a distant microphone from the lips.
Published: 2021

29. Energy-consistent modelling of the fluid-structure interaction in the glottis

Author: Silva, Fabrice, Hélie, Thomas, Wetzel, Victor, Sons, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Silva, Fabrice, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)
Subjects: [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [SPI.ACOU] Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph], voice production, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], port-Hamiltonian systems
Abstract: International audience; The physics of voice has been fruitful in producing a wide variety of models, from full-featured numerical ones (mostly based on FEM for tissues and FVM for airflow) to reduced-order models focusing on the predominant phenomenon. A large body of work in the second category relies on the description of the glottal aerodynamics from the late 1950, based on Bernoulli theorem, thus ignoring rapid or large-amplitude motions of the vocal folds. This is justified on experiments in rigid static larynx-like ducts. However, those simplified models contain an intrinsic paradox where the tissues are driven by the power received by the flow, whose description assumes it does not provide power to tissues. The main objective of the current communication is to propose a minimal model of the full vocal apparatus that restores a consistent description of the power exchange between the glottal airflow and the vocal folds.
Published: 2020

30. A Galerkin Formulation for the Nonlinear Analysis of a Flexible Beam in Channel Flow

Author: Soares, Filipe, primary, Antunes, Jose, additional, Debut, Vincent, additional, Vergez, Christophe, additional, Cochelin, Bruno, additional, and Silva, Fabrice, additional
Published: 2022
Full Text: View/download PDF

31. The bassoon tonehole lattice: Links between the open and closed holes and the radiated sound spectrum

Author: Petersen, Erik Alan, primary, Colinot, Tom, additional, Silva, Fabrice, additional, and H.-Turcotte, Vincent, additional
Published: 2021
Full Text: View/download PDF

32. Power-balanced modelling of the vocal tract: a recast of the classical lumped-parameter model

Author: Wetzel, Victor, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), and Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: VOCAL TRACT, PORT-HAMITLONIAN SYSTEMS, VOICE MODELLING, [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Lumped parameter models are a popular approach for the modelling of the vocal tract. They are well suited to synthesize vowels, their main advantages being their relative simplicity and low computation cost. However, difficulties arise in simulation when trying to reproduce consonants, as their corresponding configurations do not always comply with the quasi-static approximation used to derive these models. In this communication we introduce a simple fluid mechanical model that consistently describes the powerbalanced interaction between the moving walls of the vocal tract and the fluid dynamics, expressed in the port-Hamiltonian systems framework. The capacities of the model are demonstrated through simulations using a numerical scheme that preserves the power balance at discrete time. We then compare this model to the well known lumped parameter model of [Maeda, 1982] using equivalent electrical circuits which proves to be useful to understand the underlying structure that governs the exchange of power between components. At last we discuss how we intend to extend the aforementioned model to include more complex phenomena while preserving the structure and passivity provided by the port-Hamiltonian framework.
Published: 2020

33. Investigating phonation through excised human larynges: recent developments and ongoing works on an animated testbench

Author: Lagier, Aude, Legou, Thierry, Silva, Fabrice, Hélie, Thomas, Centre Hospitalier Universitaire de Liège (CHU-Liège), Service d'ORL, Laboratoire Parole et Langage (LPL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: otorhinolaryngologic diseases, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Many aspects of voice production can be investigated by means of in vivo observations and experiments on synthetic vocal folds replica. However, either mammals or human excised larynges provide an interesting trade-off between realistic physiological conditions, reproducibility and observability, paving the way to the development in the last years of experimental setups involving excised human larynges. Some of them focus on the control of the laryngeal articulation, in order to enable the simulation of coordinated muscular activations. We here present the last developments of the excised human larynx test bench hosted at the Medecine Faculty in Marseille, with the motorized animation of some of the intrinsic laryngeal muscles. As an evidence of the possibilities of such experimental devices, we present a quantitative analysis of the contact pressure between vocal folds in presence of a Reinke's edema.
Published: 2020

34. Port-Hamiltonian Representation of Dynamical Systems. Application to Self-Sustained Oscillations in the Vocal Apparatus

Author: Silva, Fabrice, Hélie, Thomas, Victor, Wetzel, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Sons, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Publications du LMA, Bruno Cochelin, Silva, Fabrice, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Computer Science::Sound, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Phonation is a natural example of nonlinear dynamical system with self-sustained oscillations, here resulting from the controlled nonlinear coupling between the deformable vocal folds and the airflow expired from the lungs through the glottis and the vocal tract. As a proof of concept, we propose a minimal model of the full vocal apparatus using the port-Hamiltonian representation that emphasises on the structure of a system (on the separation between the behaviour of the subsystems and their interconnection) and on the power exchanges. Numerical results on bifurcations are qualitatively discussed in relation to voice pathologies.
Published: 2019

35. Recherches et Musique au LMA

Author: Chatron, Jacques, Colinot, Tom, El Sawaf, Ossen, Garcia, Hector, Grauer, Natacha, Guillemain, Philippe, Guillot, Louis, Kergomard, Jean, Maison, Timothée, Meunier, Sabine, Pachebat, Marc, Petersen, Erik, Reynier, Alice, Sanchez, Patrick, Silva, Fabrice, Vergez, Christophe, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience
Published: 2020

36. Recherches et Musiques au Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique

Author: Chatron, Jacques, Colinot, Tom, El Sawaf, Ossen, Garcia, Hector, Grauer, Natacha, Guillemain, Philippe, Guillot, Louis, Kergomard, Jean, Maison, Timothée, Meunier, Sabine, Pachebat, Marc, Petersen, Erik, Reynier, Alice, Sanchez, Patrick, Silva, Fabrice, Vergez, Christophe, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Sons, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience
Published: 2020

37. SciPy 1.0: fundamental algorithms for scientific computing in Python: 24 February 2020 : An amendment to this paper has been published and can be accessed via a link at the top of the paper

Author: Virtanen, P., Gommers, R., Oliphant, T.E., Haberland, M., Reddy, T., Cournapeau, D., Burovski, E., Peterson, P., Weckesser, W., Bright, J., Walt, S.J., Brett, M., Wilson, J., Millman, K.J., Mayorov, N., Nelson, A.R.J., Jones, E., Kern, R., Larson, E., Carey, C.J., Polat, I., Feng, Y., Moore, E.W., VanderPlas, J., Laxalde, D., Perktold, J., Cimrman, R., Henriksen, I., Quintero, E.A., Harris, C.R., Archibald, A.M., Ribeiro, A.H., Pedregosa, F., Mulbregt, P., Vijaykumar, A., Bardelli, A.P., Rothberg, A., Hilboll, A., Kloeckner, A., Scopatz, A., Lee, A., Rokem, A., Woods, C.N., Fulton, C., Masson, C., Häggström, C., Fitzgerald, C., Nicholson, D.A., Hagen, D.R., Pasechnik, D.V., Olivetti, E., Martin, E., Wieser, E., Lenders, F., Silva, Fabrice, Wilhelm, F., Young, G., Price, G.A., Ingold, G.-L., Allen, G.E., Lee, G.R., Audren, H., Probst, Irvin, Dietrich, J.P., Silterra, J., Webber, J.T., Slavič, J., Nothman, J., Buchner, J., Kulick, J., Schönberger, J.L., Miranda Cardoso, J.V., Reimer, J., Harrington, J., Rodríguez, J.L.C., Nunez-Iglesias, J., Kuczynski, J., Tritz, K., Thoma, M., Newville, M., Kümmerer, M., Bolingbroke, M., Tartre, M., Pak, M., Smith, N.J., Nowaczyk, N., Shebanov, N., Pavlyk, O., Brodtkorb, P.A., Lee, P., McGibbon, R.T., Feldbauer, R., Lewis, S., Tygier, S., Sievert, S., Vigna, S., Peterson, S., More, S., Pudlik, T., Oshima, T., Pingel, T.J., Robitaille, T.P., Spura, T., Jones, T.R., Cera, T., Leslie, T., Zito, T., Krauss, T., Upadhyay, U., Halchenko, Y.O., Vázquez-Baeza, Y., SciPy 1.0, Contributors, Low Temperature Laboratory, TKK Helsinki University of Technology (TKK), Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINaM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes (LTDS), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint Etienne-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SNECMA Villaroche [Moissy-Cramayel], Safran Group, New Technologies Research Centre [Plzeň] (NTC), University of West Bohemia [Plzeň ], Institute of Environmental Physics [Bremen] (IUP), University of Bremen, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), Laboratoire Chrono-environnement - CNRS - UBFC (UMR 6249) (LCE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, University of Chicago, Consortium of Advanced Radiation Sciences, Advanced Photon Source, GSECARS, University of Chicago, Laboratoire de physique des gaz et des plasmas (LPGP), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The Open University [Milton Keynes] (OU), Nobeyama Radio Observatory, Gommers, Ralf [0000-0002-0300-3333], Haberland, Matt [0000-0003-4806-3601], Reddy, Tyler [0000-0003-2364-6157], van der Walt, Stéfan J. [0000-0001-9276-1891], Millman, K. Jarrod [0000-0002-5263-5070], Nelson, Andrew R. J. [0000-0002-4548-3558], Laxalde, Denis [0000-0002-5540-4825], Ribeiro, Antônio H. [0000-0003-3632-8529], van Mulbregt, Paul [0000-0002-2382-8308], Apollo - University of Cambridge Repository, van der Walt, Stéfan J [0000-0001-9276-1891], Millman, K Jarrod [0000-0002-5263-5070], Nelson, Andrew RJ [0000-0002-4548-3558], Ribeiro, Antônio H [0000-0003-3632-8529], Quansight LLC, California Polytechnic State University [San Luis Obispo] (CAL POLY), Los Alamos National Laboratory (LANL), AUTRES, National Research University Higher School of Economics [St. Petersburg], Tallinn Technical University, University of California [Berkeley] (UC Berkeley), University of California (UC), University of Birmingham [Birmingham], Skolkovo Innovation Center, Australian Nuclear Science and Technology Organisation [Australie] (ANSTO), Enthought Inc, University of Washington [Seattle], University of Massachusetts [Amherst] (UMass Amherst), University of Massachusetts System (UMASS), Bruker BioSpin Corporation, Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Ecole Nationale d'Ingénieurs de Saint Etienne (ENISE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Texas at Austin [Austin], Astronomical Institute Anton Pannekoek (AI PANNEKOEK), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Universidade Federal de Minas Gerais [Belo Horizonte] (UFMG), Google LLC, Laboratoire Chrono-environnement (UMR 6249) (LCE), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer science, 01 natural sciences, Biochemistry, Computer Science - Software Engineering, 631/45/56, Data Structures and Algorithms (cs.DS), 010303 astronomy & astrophysics, computer.programming_language, 0303 health sciences, Signal processing, Signal Processing, Computer-Assisted, Computational Physics (physics.comp-ph), ddc, Linear algebra, Perspective, Minification, Physics - Computational Physics, Algorithm, Algorithms, Biotechnology, De facto standard, FOS: Physical sciences, Image processing, History, 21st Century, Models, Biological, 706/703/559, Python (Computer program language), Computational science, 03 medical and health sciences, Computer Science - Data Structures and Algorithms, 0103 physical sciences, Computer Simulation, [INFO]Computer Science [cs], ddc:530, Cluster analysis, Molecular Biology, Scientific computing, 030304 developmental biology, Sparse matrix, software, Computational Biology, Cell Biology, Python (programming language), History, 20th Century, [INFO.INFO-NA]Computer Science [cs]/Numerical Analysis [cs.NA], Software Engineering (cs.SE), Nonlinear Dynamics, Linear Models, Computer Science - Mathematical Software, Programming Languages, 631/114, computer, Mathematical Software (cs.MS), Python
Abstract: SciPy is an open source scientific computing library for the Python programming language. SciPy 1.0 was released in late 2017, about 16 years after the original version 0.1 release. SciPy has become a de facto standard for leveraging scientific algorithms in the Python programming language, with more than 600 unique code contributors, thousands of dependent packages, over 100,000 dependent repositories, and millions of downloads per year. This includes usage of SciPy in almost half of all machine learning projects on GitHub, and usage by high profile projects including LIGO gravitational wave analysis and creation of the first-ever image of a black hole (M87). The library includes functionality spanning clustering, Fourier transforms, integration, interpolation, file I/O, linear algebra, image processing, orthogonal distance regression, minimization algorithms, signal processing, sparse matrix handling, computational geometry, and statistics. In this work, we provide an overview of the capabilities and development practices of the SciPy library and highlight some recent technical developments., Comment: Article source data is available here: https://github.com/scipy/scipy-articles
Published: 2020

38. Is a letterbox always a letterbox? The role of affordances in guiding perceptual categorization

Author: Da Silva, Fabrice, primary, Camus, Thomas, additional, Brouillet, Denis, additional, Jimenez, Manuel, additional, Viglieno, Emmanuel, additional, and Brunel, Lionel, additional
Published: 2020
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39. Relation between the collision force between vocal folds and the other parameters in phonating excised human larynges

Author: Lagier, Aude, Legou, Thierry, Champsaur, Pierre, Giovanni, Antoine, Silva, Fabrice, Centre Hospitalier Universitaire de Liège (CHU-Liège), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Parole et Langage (LPL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey (ISM), Service d'ORL, CHU Conception, Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Silva, Fabrice, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), and Assistance Publique-Hôpitaux de Marseille (AP-HM)
Subjects: [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience
Published: 2018

40. Motorized Cricothyroid Tilt Control on human excised larynx

Author: Legou, Thierry, Silva, Fabrice, Champsaur, Pierre, Giovanni, Antoine, Lagier, Aude, Laboratoire Parole et Langage (LPL), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences du Mouvement Etienne Jules Marey (ISM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Service d'ORL, CHU Conception, Assistance Publique-Hôpitaux de Marseille (AP-HM), Centre Hospitalier Universitaire de Liège (CHU-Liège), Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Silva, Fabrice
Subjects: [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

41. CFA2018/165 Modélisation physique, simulation à bilan de puissance garanti et examen de régimes d'un appareil vocal simplifié

Author: Silva, Fabrice, Hélie, Thomas, Matériaux et Structures (M&S), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-16-CE92-0028,INFIDHEM,Systèmes interconnectés de dimension infinie pour les milieux hétérogènes(2016), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Silva, Fabrice, and Systèmes interconnectés de dimension infinie pour les milieux hétérogènes - - INFIDHEM2016 - ANR-16-CE92-0028 - AAPG2016 - VALID
Subjects: [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [MATH.MATH-DS] Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [SPI.MECA.VIBR] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Nous proposons ici une modélisation minimale d’appareil vocal garantissant un bilan de puissance équilibré. L’approcheretenue est celle des systèmes Hamiltoniens à ports qui met l’accent sur les transferts internes et externes de puissance.La modularité de ce formalisme facilite l’interconnexion de composants élémentaires (ici les plis vocaux, l’écoulementglottique et le conduit vocal) tout en garantissant la passivité de l’ensemble. Une attention particulière est portée à lanon-linéarité responsable de la phonation : l’écoulement glottique entre les plis vocaux en mouvement. Une extensiondes travaux de Lopes et Hélie (CFA 2014, Acta Ac. United with Acustica 2016) permet d’aborder le cas asymétrique.Un schéma de simulation numérique du modèle préservant le bilan de puissance est ensuite exploité pour examinerdes configurations représentatives de voix saines et pathologiques. On illustre par exemple les échanges énergétiquesen présence de plis vocaux asymétriques. Dans un dernier temps, on examine les seuils de phonation et les régimesd’oscillation auxquels ce modèle minimal peut donner naissance.
Published: 2018

42. Power balanced time-varying lumped parameter model of a vocal tract: modelling and simulation

Author: Wetzel, Victor, Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Sons, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), IIAV, ANR-16-CE92-0028,INFIDHEM,Systèmes interconnectés de dimension infinie pour les milieux hétérogènes(2016), Wetzel, Victor, Systèmes interconnectés de dimension infinie pour les milieux hétérogènes - - INFIDHEM2016 - ANR-16-CE92-0028 - AAPG2016 - VALID, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: conduit vocal, Computer Science::Sound, Voice modelling, VOCAL TRACT, [PHYS.MECA.MEFL] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], modélisation de la voix, système Hamiltonien à ports, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], PORT-HAMILTONIAN SYSTEMS, [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], VOICE MODELING, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Voice and speech production greatly relies on the ability of the vocal tract to articulate a wide variety of sounds. This ability is related to the accurate control of the geometry (and its variations in space and time) in order to generate vowels (including diphthongs) and consonants. Some well-known vibro-acoustic models of the vocal tract rely on a discretized geometry, such as concatenated cylinders, the radius of which varies in time to account for the articulation (see e.g. Maeda, Speech Comm. 1:199-229, 1982).We here propose a lumped parameter model of waves in the vocal tract considering the motion of the boundaries. A particular attention is paid to passivity and the well-posedness of the power balance in the context of time-varying geometrical parameters. To this end, the proposed model is recast in the theoretical framework of port-Hamiltonian systems that ensure the power balance. The modularity of this framework is also well-suited to interconnect this model to that of deformable walls (in a power-balanced way).We show the capacities of the model in two time-domain numerical experiments: first for a static configuration (time-invariant geometry), then a dynamic one (time-varying geometries) of a two-cylinder vocal tract.
Published: 2019

43. Port-Hamiltonian approach to self-sustained oscillations in the vocal apparatus

Author: Hélie, Thomas, Silva, Fabrice, Wetzel, Victor, Systèmes et Signaux Sonores : Audio/Acoustique, instruMents (S3AM), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sons, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sciences et Technologies de la Musique et du Son (STMS), Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche et Coordination Acoustique/Musique (IRCAM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and HELIE, Thomas
Subjects: Computer Science::Sound, [MATH.MATH-DS]Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [PHYS.MECA.BIOM] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Biomechanics [physics.med-ph], [MATH.MATH-DS] Mathematics [math]/Dynamical Systems [math.DS], [NLIN] Nonlinear Sciences [physics], [INFO.INFO-MO] Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [NLIN]Nonlinear Sciences [physics], [PHYS.MECA.BIOM]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Biomechanics [physics.med-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Phonation is a natural example of self-sustained oscillations in a nonlinear dynamical system. It results from the controlled nonlinear coupling between the deformable vocal folds and the airflow expired from the lungs through the glottis and the vocal tract. As a proof of concept, we explore the port-Hamiltonian approach to propose a minimal model of the full vocal apparatus. This port-Hamiltonian theory emphasises on the structure of a system, i.e., on the separation between the behaviour of the subsystems and their assembly, with two essential consequences : the modularity of the approach (enabling improvement in modelling of some subsystem independently of the others) and guaranteed power balance.We here present the minimal model of the vocal apparatus, and compare the time-domain simulations based on the numerical methods designed in the port-Hamiltonian approach, to results on bifurcations obtained by means of continuation methods.
Published: 2019

44. Modélisation de l'arbre bronchique

Author: Hartenstein, Matthieu, Silva, Fabrice, École Centrale de Marseille (ECM), Matériaux et Structures (M&S), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; La phonation est un processus physique visant à la production d'ondes sonores porteuses, le plus souvent, d'une information. Elle résulte de l'interaction entre l'écoulement d'air expulsé par les poumons, les vibrations des plis vocaux et les ondes acoustiques présentes dans le larynx. Au-delà de la théorie source-filtre, les modèles actuels ne prennent pas en compte l'acoustique en amont du plan glottique et considèrent un contrôle direct de la pression subglottique supposée varier de manière quasi-statique. Pourtant Titze [1] démontre comment le comportement dynamique des voies aériennes inférieures peut influer sur les seuils d'oscillation et d'éventuels sauts de fréquence lors de la production de glissando. Des travaux récents ont modélisé de manière très simpliste ce résonateur structurellement complexe, par exemple avec un simple cylindre ou un pavillon exponentiel. Nous proposons ici une lecture critique de ces modèles en étudiant l'impédance d'entrée de l'arbre bronchique obtenue à partir des caractéristiques géométriques de la trachée et des bronches à la manière de Jackson [2]. L'approche retenue est celle d'un réseau hiérarchique de guides d'ondes acoustiques, traité en implémentant le formalisme en ligne de transmission dans le langage Python orienté objet. Une attention particulière est apportée aux phénomènes dissipatifs du fait de l'importance des surfaces en jeu dans les fonctions respiratoires. Ainsi nous comparons les effets des pertes visco-thermiques et de l'élasticité des parois sur les résonances subglottiques.
Published: 2018

45. L’effet d’affordance comme processus émergeant et constitutif de l’activité perceptive

Author: Da Silva, Fabrice, Dynamique des capacités humaines et des conduites de santé (EPSYLON), Université de Montpellier (UM)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Université Montpellier 1 (UM1), Université Paul Valéry - Montpellier III, and Lionel Brunel
Subjects: Affordance, Action, Perceptual Categorization, [SHS.PSY]Humanities and Social Sciences/Psychology, Perception, Catégorisation perceptive
Abstract: Perceptual activity seems to be impacted by the actions the subject can actually carry out with regard to its environment. Nevertheless, it seems that subject action possibilities are most often considered as objective properties of the environment so that they are generally described as being preparatory to action. This thesis work has been devoted to defending the idea that on the one hand, these possibilities of action are emergent properties of the subject-environment relationship and on the other hand, they are likely to have a constitutive functional role for perceptual activity. In a first series of studies we observed that modulations in the possibilities of action lead to a reversal of the facilitation effects when subjects were to categorize prehensile objects. In a second series of studies we observed that the ability to detect an object among a set of others was impacted by the action potentials suggested by the objects but also modulated by the subject's driving engagement in the task. Finally, in a third series of studies, we have shown that the possibilities of action could play a significant functional role for subject perceptual activity. Indeed, this last work shows that in ambiguous perceptual situations, the way in which an object is categorized seems to depend on the ability of the subject to grasp it effectively. All these results seem to indicate that the action possibilities are properties of the subject-environment coupling and occupy a major place in the perceptual activity. More generally, these works constitute some arguments in favor of taking into account the whole subject-environment situation as well as the importance of the meaning of the subject actions according to the constraints that are exerted on him, here and now.; L’activité perceptive du sujet semble être impactée par les actions qu’il peut effectivement réaliser à l’égard de son environnement. Néanmoins, il semble que les possibilités d’action du sujet soient le plus souvent envisagées comme des propriétés objectives de l’environnement si bien qu’elles sont généralement décrites comme étant préparatoires à l’action. Ce travail de thèse s’est consacré à défendre l’idée que d’une part, ces possibilités d’action sont des propriétés émergentes de la relation sujet-environnement et que d’autre part, elles sont susceptibles d’avoir un rôle fonctionnel constitutif pour l’activité perceptive. Dans une première série d’études, nous avons observé que des modulations dans les possibilités d’action conduisaient à un renversement des effets de facilitation lorsque des sujets devaient catégoriser des objets préhensibles. Dans une seconde série d’étude, nous avons observé que la capacité à détecter un objet parmi un ensemble d’autres était impactée par les potentiels d’action suggérés par les objets mais également, modulée par l’engagement moteur du sujet dans la tâche. Enfin, dans une troisième série d’études, nous avons mis en évidence que les possibilités d’action pourraient occuper un rôle fonctionnel significatif pour l’activité perceptive du sujet. Ce dernier travail met en effet en évidence que lors de situations perceptives ambiguës, la manière dont est catégorisé un objet semble dépendre de la capacité du sujet à pouvoir le saisir efficacement. L’ensemble de ces résultats semble indiquer que les possibilités d’action sont bien des propriétés du couplage sujet-environnement et occupent une place majeure dans l’activité perceptive. Plus généralement, ces travaux constituent des arguments en faveur d’une prise en compte de l’ensemble de la situation sujet-environnement ainsi que de l’importance de la signification des actions du sujet en fonction des contraintes qui s’exercent sur lui ici et maintenant.
Published: 2017

46. Numerical study of the vibrations of an elastic container filled with an inviscid fluid

Author: Hermant, Nicolas, Chouly, Franz, Silva, Fabrice, Luizard, Paul, GIPSA - Group aeroacoustics, modeling and application (GIPSA-GAMA), Département Parole et Cognition (GIPSA-DPC), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab ), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Laboratoire de Mathématiques de Besançon (UMR 6623) (LMB), Université de Bourgogne (UB)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Matériaux et Structures (M&S), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), ANR-12-PDOC-0018,VOFOCAM,Caractérisation et modélisation des cordes vocales(2012), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: vibrations, [PHYS.MECA.VIBR]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Vibrations [physics.class-ph], finite element method, vocal folds replica, fluid-structure interaction, added-mass formulation, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, [MATH.MATH-NA]Mathematics [math]/Numerical Analysis [math.NA]
Abstract: International audience; We investigate numerically the vibrational behavior of a simple finite element model that stands for an elastic container filled with an inviscid fluid. The underlying mathematical model is detailed and its spectra is characterized. The finite element method relies upon the added-mass formulation of Morand and Ohayon. A parametric study allows to characterize the system's response to dimensionless parameters in terms of eigenfrequencies. Then an insight into the mode shapes is provided, with a discussion on the presence and the behavior of singular modes caused by specific boundary conditions in the fluid.
Published: 2017

47. Some paradoxes of the 'cylindrical saxophone'

Author: Kergomard, Jean, Guillemain, Philippe, Silva, Fabrice, Vergez, Christophe, Sons, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Silva, Fabrice
Subjects: saxophone, musical acoustics, [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], conical instruments, [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; The story of the "cylindrical saxophone" started with Benade (1988). The basic idea is that when the length of the missing part of a truncated cone is smaller than the wavelength, and therefore smaller than the length of the truncated cone, the behavior of a conical reed instrument has similarities with that of a cylindrical pipe excited by a reed on its side, at an intermediate location. The shorter part of the cylinder has to be equal to that of the missing part of the cone. This similarity allowed to get caricatures of the pressure waveform inside the mouthpiece, in the form of a Helmholtz (2-state motion), which is well known for bowed string instruments. However some paradoxes remain with this analogy. If the waveform is a Helmholtz motion, the negative pressure episode has a duration corresponding to the resonance frequency of the short length, i.e., a frequency which does not fulfill the condition of the analogy. Furthermore using the simplest approximation deduced from the analogy, the waveform of the radiated sound by the conical instrument should be a Dirac comb. This means that all the Fourier coefficients have the same magnitude, without missing harmonics. After a short review of the literature, these paradoxes will be discussed.
Published: 2016

48. Simulation en temps réel de l'impédance d'entrée mesurée ou calculée des instruments à vent

Author: Taillard, Pierre-André, Silva, Fabrice, Guillemain, Philippe, Conservatoire de musique, Matériaux et Structures (M&S), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM), Sons, ANR-11-BS09-0022,CAGIMA,Conception acoustique globale d'instruments de musique à anche justes et homogènes(2011), Silva, Fabrice, BLANC - Conception acoustique globale d'instruments de musique à anche justes et homogènes - - CAGIMA2011 - ANR-11-BS09-0022 - BLANC - VALID, Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: National audience; La synthèse sonore en temps réel des instruments à vent par modèles physiques demande d’approximer une mesure ou un calcul de l’impédance d’entrée à l’aide d’une batterie de filtres digitaux à relativement bas coût de calcul. Dans l’idéal, la détermination des paramètres des filtres devrait être rapide, sans que cela ne prétérite la qualité de l’approximation dans toute la bande passante utile du filtre, tout en étant robuste en présence de mesures bruitées. De plus, le filtre doit impérativement avoir un comportement passif à toute fréquence, y compris au-delà de la dernière fréquence mesurée. Il apparaît que l’analyse de Prony, ainsi que la méthode LSCE (Least Squares Complex Exponentials) qui en est dérivée, permet d’obtenir une batterie de filtres respectant toutes ces exigences, moyennant quelques aménagements. Les fréquences modales complexes sont approximées dans le domaine temporel, alors que les coefficients modaux complexes sont ajustés par moindres carrés dans le domaine spectral. On introduit des points fictifs au-delà de la dernière fréquence mesurée, de manière que l’approximation par les moindres carrés converge vers une solution assurant la passivité du filtre à toute fréquence. Une méthode de reconstruction de l’impédance d’entrée en basse fréquence complète cette étude. La méthode est validée à l’aide de mesures d’impédance de clarinette, de saxophone et de trompette. Pour la clarinette, par exemple, on peut simuler tous les doigtés avec un filtre numérique ne demandant pas plus de 80 multiplications par pas de temps, pour une fréquence de coupure de 4 kHz et une fréquence d’échantillonnage de 44.1 kHz.
Published: 2016

49. Un système dynamique en travers de la gorge : prise en compte de la cavité laryngée dans la production de sons voisés

Author: Silva, Fabrice, Sciamarella, Denisse, Artana, Guillermo, Silva, Fabrice, Retour Post-Doctorant - Caractérisation et modélisation des cordes vocales - - VOFOCAM2012 - ANR-12-PDOC-0018 - PDOC - VALID, Matériaux et Structures (M&S), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l'Ingénieur (LIMSI), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Sorbonne Université - UFR d'Ingénierie (UFR 919), Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Saclay (COmUE), Facultad de Ingeniería [Buenos Aires] (FIUBA), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), ANR-12-PDOC-0018,VOFOCAM,Caractérisation et modélisation des cordes vocales(2012), Université Paris Saclay (COmUE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université - UFR d'Ingénierie (UFR 919), and Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: Systèmes dynamiques non-linéaires, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], systèmes neutres, [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], voix, [SPI.MECA.VIBR] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: National audience; Dans le domaine de la production de sons voisés, le conduit vocal constitue une charge acoustique sur les plis vocaux. Qu’il soit modélisé par une simple masse, une ligne à retard ou selon une approche modale, il apporte une contribution à la dynamique du système couplé global, notamment en termes de seuil d’oscillation, de timbre et de registre. En reprenant les travaux de Sundberg qui, en 1974, s’intéressait au formant du chanteur, le conduit vocal peut être vu comme l’association de deux éléments : la cavité laryngée et les voies aériennes placées en aval. Le changement de section à la jonction permet de les modéliser de manière séparée, à l’instar de ce qui est fait pour les embouchures des cuivres. Nous proposons ici de coupler un modèle d’onde mucosale avec une cavité représentée sous forme d’éléments localisés et le reste du conduit vocal comme une ligne à retard. Nous explorons ensuite les propriétés dynamiques de ce modèle, en tirant parti des possibilités de contrôle offerte par cette séparation.
Published: 2016

50. Modeling voice production with time-delay systems: the larynx tube

Author: Silva, Fabrice, Artana, Guillermo, Sciamarella, D, Silva, Fabrice, Retour Post-Doctorant - Caractérisation et modélisation des cordes vocales - - VOFOCAM2012 - ANR-12-PDOC-0018 - PDOC - VALID, Matériaux et Structures (M&S), Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille] (LMA ), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Facultad de Ingeniería [Buenos Aires] (FIUBA), Universidad de Buenos Aires [Buenos Aires] (UBA), Laboratoire d'Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l'Ingénieur (LIMSI), Université Paris Saclay (COmUE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université - UFR d'Ingénierie (UFR 919), Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), ANR-12-PDOC-0018,VOFOCAM,Caractérisation et modélisation des cordes vocales(2012), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Sorbonne Université - UFR d'Ingénierie (UFR 919), and Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Saclay (COmUE)
Subjects: larynx, Time-delay system, singing formant, [SPI.MECA.BIOM] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.BIOM]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Biomechanics [physics.med-ph], [SPI.MECA.VIBR]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [SPI.MECA.VIBR] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Vibrations [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph], [PHYS.MECA.ACOU]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
Abstract: International audience; Time-delay systems (shortly, TDS) are also called systems with aftereffect or dead-time, hereditary systems, equations with deviating argument or differential-difference equations. In voice production, TDS play a role in voice-production modeling when source and tract are coupled allowing for delayed feedback on the vocal fold dynamics [2,3]. This work undertakes the incorporation of the larynx tube to this modeling scheme, following an approach inspired in the assimilation of the larynx tube to a Helmholtz resonator, introduced four decades ago to study the singing formant.
Published: 2016

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