Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika płynów biologicznych
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Jacek Szumbarski, dr hab. inż. Janusz Piechna
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Automatyka i Robotyka
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
NS739
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych 35, w tym: a) Wykład 15 godz. b) Laboratorium komputerowe 15 godz. c) konsultacje - 5 godz. 2) Praca własna studenta - 40 godz. a) przygotowanie do kolokwiów 20 godz. b) Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych 20 godz. Łącznie 75 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1.5 ECTS - wykład, prowadzenie ćwiczeń laboratoryjnych, konsultacje
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 ECTS - ćwiczenia laboratoryjne, realizacja projektu.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość podstaw mechaniki płynów w zakresie typowego kursu inżynierskiego (Mechanika Płynów I, Fluid Mechanics I), znajomość podstaw algebry i analizy matematycznej w zakresie typowym dla studiów inżynierskich, elementarna wiedza w zakresie teorii różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych.
Limit liczby studentów:
24 - dwie grupy laboratoryjne po 12 osób
Cel przedmiotu:
Przedstawić podstawy teorii płynów biologicznych ze szczególnym uwzględnieniem reologii nienewtonowskiej i jej powiązania z mikrostrukturą tych płynów. Przedstawić i nauczyć posługiwania się na poziomie podstawowym formalizmem matematycznych teorii płynów nienewtonowskich, w szczególności znajdowania prostych rozwiązań analitycznych. Przedstawić podstawy numerycznego modelowania przepływów biologicznych, w szczególności krwi, w układach naczyniowych.
Treści kształcenia:
1) Pojęcie i opis matematyczny ruchu cieczy newtonowskiej i nienewtonowskiej. 2) Płyny biologiczne - struktura i podstawowe własności fizyczne i mechaniczne. 3) Modele reologiczne krwi - charakterystyka i zakres stosowalności. 4) Proste geometrycznie przypadki ruchu płynów o złożonej reologii, przykłady rozwiązań analitycznych. 5) Opisy matematyczne ruchu krwi w układzie naczyniowym (od modelu o parametrach skupionych do modelu 3D, modele hybrydowe, zagadnienia sklejenia). 6) Podstawowe podejścia numeryczne do modelowania przepływów biologicznych.
Metody oceny:
Kolokwium z teorii i projekt obliczeniowy wykonany przy użyciu programów komercyjnych i/lub napisanych przez studenta.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. Waite L., Fine J., Applied Biofluid Mechanics, McGraw Hill, 2007. 2. Waite L: Biofluif mechanibs in cardiovascular systems, McFraw Hill, 2006. 3. Formaggiia L., Quarteroni A., Veneziani A., Cardiovascular mathematics. Springer, 2009. C.G. Caro i inni, The Mechanics of the Circulation, 2nd Ed., Cambridge, 20124. Inne materialy dostarczone przez wykładowcę.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt NS739_W1
Student ma podstawową wiedzę nt. modeli reologicznych podstawowych płynów biologicznych oraz sposobów ich implementacji w symulacjach komputerowych.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W01, AiR1_W06, AiR1_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07
Efekt NS739_W2
Student posiada podstawową wiedzę nt. zjawisk fizycznych zachodzących w w układzie krążenia oraz prostych modeli matematycznych tych zjawisk.
Weryfikacja: kokokwium
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W01, AiR1_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W07
Efekt NS739_W3
Student orientuje się we współczesnych trendach biomechaniki płynów biologicznych i jej zastosowań medycznych.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_W18
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt NS739_U1
Student potrafi wykorzystać nabytą podczas wykładu i/lub w procesie samokształcenia wiedzę nt. struktury i funkcjonowania układu krążenia do budowy modeli komputerowych jego wybranych elementów.
Weryfikacja: kontrola postępów podczas ćwiczeń laboratoryjnych, zaliczenie projektu
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U01, AiR1_U05, AiR1_U08, AiR1_U20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U05
Efekt NS739_U2
Student potrafi przygotować i uruchomić symulacje komputerową wybranego przepływu biologicznego, a następnie opracować graficznie i zinterpretować uzyskane wyniki
Weryfikacja: zaliczenie częsci laboratoryjnej i projektu komputerowego
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U05, AiR1_U08, AiR1_U09
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09
Efekt NS739_U3
Student potrafi rozwiązać analitycznie wybrane przypadki przepływu płynu nienewtonowskiego w prostych geometriach
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U05, AiR1_U08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U09, T1A_U15, T1A_U09
Efekt NS739_U4
Student potrafi przygotować (pracując indywidualnie lub zespołowo) i przedstawić raport z realizacji projektu komputerowego dotyczącego wybranego zjawiska przepływowego w układzie krążenia.
Weryfikacja: zaliczenie projektu komputerowego
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_U01, AiR1_U02, AiR1_U03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U02, T1A_U03

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt NS739_K1
Student potrafi pracować w zespole, realizując odpowiedzialnie i terminowo powierzone mu zadania.
Weryfikacja: zaliczenie projektu komputerowego
Powiązane efekty kierunkowe: AiR1_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03, T1A_K04