Biomechanika - KME/BIM

Garant

Přednášející

Cvičící

Rozvrhové akce

  • Cvičení , LS Úterý 5-6 (11:10-12:50)
  • Přednáška , LS Čtvrtek 1-3 (07:30-10:05)

Cíle předmětu

Uvést studenta do problematiky
- modelování nelineárního kontinua,
- modelování kosterních a hladkých svalů,
- modelování srdečně cévního systému,
- modelování implantátů a umělých kloubních a cévních náhrad,
- modelování vybraných orgánů lidského těla.

Získané vědomosti student aplikuje při modelování biomechanických problémů vybraných tkání a orgánů.

Harmonogram

Týden Přednáška a cvičení
1. Lineární a nelineární mechanika kontinua, totální Lagrangeova formulace.
2. Aktualizovaná Lagrangeova formulace, konstitutivní vztahy nelineárního kontinua.
3. Reologické modely viskoelastických materiálů.
4. Základní anatomické názvosloví, buňky, tkáně (rozdělení). Biomechanika vazů.
5. Biomechanika chrupavky a kostní tkáně.
6. Biomechanika kosterního svalstva, zpeřené a paralelní uspořádání svalových vláken, silové a rychlostní charakteristiky.
7. Mechanické vlastnosti svalu (Hillova rovnice), 3D model svalu na bázi dvoufázové směsi.
8. Mechanika sarkomery, Huxleyho model příčných můstků.
9. Mechanika hladkého svalstva (kůĹže, tlusté střevo, močovody, močový měchýř).
10. Biomechanika srdečně cévní soustavy a srdečního svalu (mechanický model srdce, Starlingův zákon, mechanický výkon).
11. Lidská krev, tokové vlastnosti krve, konstitutivní vztah krve (nenewtonská kapalina), viskozimetry.
12. Základy teorie mazání a synoviální kapaliny.
13. Základy homogenizace složených materiálů, mechanika mikropolárního kontinua.

Získané způsobilosti

Student
- analyzuje stavbu, strukturu a funkci biologických tkání a orgánů,
- analyzuje biomechanický problém,
- aplikuje teoretické poznatky na modelování nelineárních problémů kontinua,
- je schopen vytvořit matematický a počítačový model vybraných problémů biomechaniky člověka.

Podmínky zápočtu

Vypracování semestrální práce

Zkouška

Kombinovaná (obhajoba semestrální práce a ústní zkouška)

Doporučená literatura