SylabUZ
| Nazwa przedmiotu | Modelowanie struktur i procesów biologicznych |
| Kod przedmiotu | 06.9-WM-IB-D-03_19 |
| Wydział | Wydział Mechaniczny |
| Kierunek | Inżynieria biomedyczna |
| Profil | ogólnoakademicki |
| Rodzaj studiów | drugiego stopnia z tyt. magistra inżyniera |
| Semestr rozpoczęcia | semestr zimowy 2021/2022 |
| Semestr | 1 |
| Liczba punktów ECTS do zdobycia | 5 |
| Typ przedmiotu | obowiązkowy |
| Język nauczania | polski |
| Sylabus opracował |
|
| Forma zajęć | Liczba godzin w semestrze (stacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne) | Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne) | Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne) | Forma zaliczenia |
| Wykład | 30 | 2 | 18 | 1,2 | Egzamin |
| Laboratorium | 30 | 2 | 18 | 1,2 | Zaliczenie na ocenę |
Celem kształcenia jest zdobycie przez studenta umiejętności modelowania numerycznego z wykorzystaniem komputerowego wspomagania i symulacji w inżynierii biomedycznej ze szczególnym uwzględnieniem struktur i procesów biologicznych.
Podstawy projektowania inżynierskiego i obliczeń numerycznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych
Treść wykładowa
Rola modelowania i wspomagania komputerowego oraz symulacji w inżynierii biomedycznej. Specyfika struktur biomechanicznych. Modele opisujące właściwości fizyczne i mechaniczne struktur biologicznych. Przygotowanie modelów struktur oraz modelowanie procesów biologicznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych (przejście od konstrukcji rzeczywistej do modelu dyskretnego, analiza i aplikacja warunków warunków brzegowych i początkowych, sposoby upraszczania modelu). Błędy w analizie MES. Modelowanie układów statycznych i dynamicznych. Symulacje przepływów. Nieliniowość geometryczna oraz materiałowa. Dobór i analiza siatki elementów skończonych (wybór elementu; gęstość siatki – analiza zbieżności rozwiązania; analiza jakości siatki; poprawa jakości siatki). Zagadnienia kontaktowe. Przykłady analiz wybranych układów struktur biologicznych.
Laboratorium:
Praktyczne ćwiczenia z zakresu przedstawionych treści wykładowych z wykorzystaniem programu do analiz MES. Wykonanie projektu z zakresu analizy wybranych elementów struktur i procesów biologicznych.
Wykłady z wykorzystaniem środków audiowizualnych. Praca z książkami i literaturą fachową (baza danych Elsevier). Prezentacja wyników z realizacji zdań (projekt, sprawozdania). Dyskusja w grupie na temat prac przeprowadzonych samodzielnie przez studentów.
| Opis efektu | Symbole efektów | Metody weryfikacji | Forma zajęć |
Warunkiem zaliczenia części wykładowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z 6-ci pisemnych odpowiedzi na pytania egzaminacyjne dotyczące teoretycznych zagadnień przedmiotu. Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen z egzaminu i laboratorium.
Przy ocenianiu odpowiedzi z części wykładowej stosuje się następujące wytyczne:
| Na ocenę 2 | Na ocenę 3 | Na ocenę 4 | Na ocenę 5 |
|---|---|---|---|
| Student nie rozumie pytania, nie potrafi w sposób prawidłowy udzielić odpowiedzi | Odpowiedzi zawierają tylko informacje podstawowe bez opisów i komentarza. | Odpowiedzi przedstawiają wiedzę przedstawianą na wykładzie, lecz nie w pełni kompletne lub z nieznacznymi błędami | Odpowiedzi zawierają pełne informacje przedstawiane podczas zajęć oraz własne spostrzeżenia na temat rozpatrywanego problemu |
Zajęcia laboratoryjne – warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnych ocen ze sporządzonych sprawozdań z zajęć laboratoryjnych oraz wykonanie projektu, przewidzianych do realizacji w ramach programu z uwzględnieniem obecności i aktywności studenta na zajęciach.
1. Foryś U., Modelowanie matematyczne w biologii i medycynie, Uniwersytet Warszawski, 2011.
2. Bathe K.J. Finite element procedures, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1996.
3. O. C. Zienkiewicz - Metoda elementów skończonych, Arkady, Warszawa 1972.
4. A. Jaworski - Metoda elementów skończonych w wytrzymałości konstrukcji, Wyd. Politechniki Warszawskiej 1981
5. Rakowski G., Kacprzyk Z. Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.
1. Lipka J., Majewski T.: Laboratorium dynamiki układów mechanicznych, PWN, Warszawa 1972.
2. J. Szmelter i inni - Programy metody elementów skończonych, Arkady, Warszawa 1981.
3. W. Gambin - Wprowadzenie do Metody Elementów Skończonych, preskrypt.
4. Czasopisma naukowe: Acta Biomaterialia, Biomaterials, Computers and Biomedical Research, etc.
Zmodyfikowane przez dr inż. Monika Ratajczak (ostatnia modyfikacja: 29-04-2021 15:27)
