- Nazwa przedmiotu:
- Bioprzepływy projekt
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Adam Piechna
- Status przedmiotu:
- Fakultatywny dowolnego wyboru
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Przedmioty zaawansowane specjalności (Aparatura Medyczna) – obieralne
- Kod przedmiotu:
- BIPRP
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 30, w tym:
a) ćwiczenia - 15 godz. ;
b) projekt - 15 godz. ;
2) Praca własna studenta 30 godziny:
a) wykonanie zadań cząstkowych - 15 godz. ;
b) wykonanie projektu końcowego - 20 godz. ;
Suma 62 (2 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 32, w tym:
a) ćwiczenia - 15 godz. ;
b) projekt - 15 godz. ;
c) konsultacje – 2 godz. ;
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 30, w tym:
a) ćwiczenia - 15 godz. ;
b) projekt - 15 godz. ;
2) Praca własna studenta 30 godziny:
a) wykonanie zadań cząstkowych - 15 godz. ;
b) wykonanie projektu końcowego - 20 godz. ;
Suma 62 (2 ECTS)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład0h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt15h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw mechaniki płynów, Znajomość podstaw fizjologii, Znajomość podstaw anatomii, Podstawowa znajomość analizy matematycznej, Podstawowa znajomość równań fizyki matematycznej, Podstawowe informacje z zakresu bioprzepływów
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Przedstawienie studentom nowoczesnych metod modelowania przepływów w szeroko pojętych zastosowaniach biomedycznych – od symulacji przepływów płynów biologicznych na modelach urządzeń medycznych kończąc. Przekazanie praktycznych umiejętności budowy modelu numerycznego z wykorzystaniem oprogramowania do analiz numerycznej mechaniki płynów (CFD). Przekazanie podstawowej wiedzy oraz dobrych praktyk z zakresu CFD. Przekazanie podstaw teoretycznych pozwalających na prawidłowe sformułowanie założeń budowanego modelu oraz krytycznej oceny uzyskanych wyników.
- Treści kształcenia:
- Podstawowe informacje o numerycznej mechanice płynów (CFD). Zastosowanie CFD w zagadnieniach biomedycznych – przegląd. Podstawowe informacje dotyczące budowania modelu geometrycznego lub pozyskiwania go na podstawie danych medycznych. Informacje dotyczące generacji siatki numerycznej. Modelowanie przepływów laminarnych i turbulentnych. Modelowanie wymiany ciepła. Modelowanie przepływów wielofazowych. Techniki ruchomej siatki. Modelowanie przepływów nieustalonych. Uwzględnienie reologii krwi. Techniki optymalizacji urządzeń biomedycznych (z punktu widzenia przepływów). Ocena poprawności uzyskanych wyników i określenie źródeł popełnianego błędu. Ćwiczenia praktyczne: Modelowanie urządzeń biomedycznych: respiratorów, zastawek, inhalatorów, urządzeń wspomagających pracę serca itp.; Modelowanie przepływów płynów biologicznych: przepływ przez tętnice z miażdżycą, przepływ przez Koło Tętnicze Mózgu, przepływy przez tętnice wieńcowe itp. Projekt z wybranego przez siebie lub zaproponowanego tematu z zakresu bioprzepływów lub urządzeń biomedycznych.
- Metody oceny:
- Ocena wystawiana jest na podstawie wykonywania cząstkowych zadań podczas całego przedmiotu oraz realizacji projektu końcowego.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Cieślicki K.: Hydrodynamiczne uwarunkowania krążenia mózgowego, Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2001;
2. Podstawy fizjologii, pod redakcją M. Tafil-Klawe i J. Klawe, PZWL, Warszawa 2009;
3. Modelowanie procesów fizjologicznych i patologicznych, Monografia pod redakcją K. Cieślicki, J. Waniewski, T Lipniacki, AOW Exit, Warszawa 2017
4. Dokumentacja oprogramowania ANSYS
- Witryna www przedmiotu:
- http://iair.mchtr.pw.edu.pl/pracownia_bioprzeplywow/
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka BIPRP_2st_W_01
- Posiada wiedzę z zakresu najnowszych trendów z zakresu wykorzystania metod modelowania numerycznego przepływów przy projektowaniu urządzeń medycznych.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
W_01, W_04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o, I.P7S_WK
- Charakterystyka BIPRP_2st_W_02
- Posiada wiedzę dotyczącą technik modelowania urządzeń medycznych oraz bioprzepływów z wykorzystaniem metod numerycznej mechaniki płynów.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
W_04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka BIPRP_2st_U_01
- Potrafi zaplanować eksperyment numeryczny i wykorzystać metody numerycznej mechaniki płynów w celu weryfikacji postawionych hipotez na podstawie uzyskanych wyników symulacji.
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
U_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
- Charakterystyka BIPRP_2st_U_02
- Potrafi wykorzystać metody numerycznej mechaniki płynów w procesie projektowania i optymalizacji urządzeń medycznych.
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
U_03, U_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o, P7U_U
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka BIPRP_2st_K_01
- Posiada wiedzę z zakresu modelowania bioprzepływów i pracy urządzeń medycznych pozwalającą na dialog z lekarzami – specjalistami.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KK, I.P7S_KO