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_02, U_03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

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