Modelowanie systemów biologicznych
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Specjalność:
Modelowanie układów i procesów (AB3)
Rodzaj studiów i semestr: stacjonarne II st., sem. II
Punkty ECTS: 3
Prowadzący:
prof. dr hab. inż. Antoni
John
Opis przedmiotu
 Celem
prowadzonych zajęć jest zapoznanie z metodami komputerowymi mechaniki i
sposobami modelowania układów biologicznych. Wykłady mają przybliżyć
podstawy teoretyczne numerycznego modelowania układów biologicznych, w
szczególności tkanek kostnych i tkanek miękkich. Laboratoria mają w
praktyce przedstawić sposoby numerycznego modelowania tkanek twardych.
Sprawdzeniem przyswojenia materiału będzie samodzielne rozwiązanie
zadanego zagadnienia.
Program przedmiotu
- wykład: 30 godzin w semestrze
- laboratorium: 15 godzin w semestrze
Warunki zaliczenia
- Zaliczenie na
ocenę pozytywną ćwiczeń (warunki podaje prowadzący na
zajęciach)
- Egzamin z
wykładu.
OCENA KOŃCOWA: O=0.7E+0.3C
E - ocena z egzaminu (musi być pozytywna) C - ocena z
ćwiczeń
Tematyka wykładów
-
Krótkie wprowadzenie do metody elementów
skończonych.
-
Podstawy teorii sprężystości,
plastyczności i reologii.
-
Podstawowe modele tkanek twardych i
miękkich.
-
Przykładowe sposoby rozwiązywania
zagadnień brzegowych dla wybranych
modeli.
-
Własności mechaniczne tkanki kostnej.
-
Dobór
stałych materiałowych dla wybranych
modeli tkanek twardych i miękkich.
-
Omówienie układu kostnego i mięśniowego
w obrębie stawu biodrowego człowieka.
-
Przedstawienie sposobu modelowania z
wykorzystaniem metody elementów
skończonych.
Tematyka laboratoriów
-
Modelowanie fragmentów kości miednicy
elementami powłokowymi.
-
Analiza naprężeń i przemieszczeń w
modelu powłokowym kości (płaskich).
-
Modelowanie kości długich elementami
bryłowymi, analiza przemieszczeń i
naprężeń w modelach kości długich.
-
Budowa
modelu warstwowego wybranych fragmentów
kości miednicy.
-
Analiza numeryczna modelu warstwowego
wybranych fragmentów kości miednicy.
Literatura
- Będziński R.:
Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane.
- A. Morecki, J. Ekiel,
K. Fidelus „Bionika ruchu”
- Kleiber M. (Ed.):
Handbook of Computational Solid Mechanics. Survey and
Comparison of Contemporary Method.
- A. John “Identyfikacja
i analiza parametrów geometrycznych i mechanicznych
kości miednicznej człowieka”.
- John A. Wybrane
zagadnienia modelowania struktur biomechanicznych (część
I), Wyd. Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego w
ramach Projektu Kapitał Ludzki, Gliwice 2009, 112 stron
- John A.: Wybrane
zagadnienia modelowania struktur biomechanicznych. Część
II., materiały Interdyscyplinarnych Studiów
Doktoranckich, Gliwice 2011 (103 strony).
|