Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Biomehanika neprekidnih sredina (17.BMI128)

Matične organizacione jedinice predmeta: Katedra za tehničku mehaniku
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Mehanika deformabilnog tela
Multidisciplinarna Da
ESPB 5
Cilj:

Naučiti mehaničko-matematičke modele strujanja fluida, transfera mase i toplote, interakcije fluida i čvrstog tela, veza napona i deformacija u mekim tkivima organskih sistema ljudskog tela i da modele pomenutih fenomena koristi za postavljanje i rešavanje problema u različitim medicinskim aplikacijama, kao i da dobijene diferencijalne ili integralne jednačine rešava primenom računara.

Ishod:

Sposobnost da izvede i dobije analitička ili približna rešenja problema mehanike kontinuuma u primeni na strujanje krvi i ponašanje ćelija krvi usled mehaničkih dejstava u fiziološkim i patofiziološkim uslovima.

Sadržaj:

Fluidnost krvi i vazduha kao osnovna premisa biologije živih sistema. Uloga krvi i vazduha u transportnim procesima biologije. Krvni sud kao čvrsto telo. Aksiome mehanike kontinuuma. Analiza napona i deformacija u čvrstom telu. Zakoni konzervacije mase, količine kretanja i energije. Viskoelastičnost, poroelastičnost i termo-elastičnost. Reološka svojstva krvi i mekih tkiva kardiovaskularnog sistema. Tipovi strujanja u kardiovaskularnom sistemu. Jednačine strujanja fluida i interakcije fluida i krvnog suda. Tangentni naponi. Pulsirajuće strujanje. Osnovni hemodinamski modeli. Mehanička uloga srca. Procena potrošnje energije tokom srčanog ciklusa u normalnim i patofiziološkim uslovima. Biomehanička analiza bolesti krvnih sudova i kardiovaskularnog sistema. Modeli krvnih sudova zasnovani na matematičkoj teoriji elastičnih štapova. Modeli respiratornog trakta i funkcije renalnog sistema. Strujanje i transfer mase u veštačkom bubregu. Kompartmentska analiza, celobrojna i frakciona farmakokinetika. Metode rešavanja parcijalnih diferencijalnih jednačina.

Metodologija izvođenja nastave:

Predavanja, auditorne vežbe, vežbe upotrebe aktuelnih programskih paketa za simbolička izračunavanja i numeričku analizu. Domaći zadaci, kao metod provere razumevanja uvedenih pojmova i upotrebe uvedenih metoda. Ispit može biti klasičan ili kao prezentacija seminarskog rada - analize mehaničkih alata u izabranom radu iz časopisa koji pripada domenu biomedicinskog inženjerstva vodeće medjunarodne reputacije. Ovo drugo podrazumeva individualni rad sa svakim studentom posebno. Ispit se završava razgovorom o uvedenim pojmovima i metodama.

Literatura:
Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
Mair Zamir Hemo-Dynamics 2016 Springer Engleski
Yuan-Cheng Fung Biomechanics 1993 Springer Engleski
Jay Humphrey Cardiovascular solid mechanics 2002 Springer Engleski
K Athanasiou & R. Natoli Introduction to Continuum Biomechanics 2008 Morgan & Claypool Engleski
Clement Kleinstreuer Biofluid dynamics 2006 Taylor&Francis Engleski
Đorđević, V. Dinamika jednodimenzijskih strujanja fluida 1986 Građevinska knjiga, Beograd Srpski jezik
J. Keener, J. Sneyd Mathematical physiology 1998 Springer Engleski
Bird, B., Warren E. Transport phenomena 2002 John Wiley&Sons, New York Engleski
Cvijanović, P. Zbirka rešenih zadataka sa pismenih ispita iz mehanike fluida 2002 Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Srpski jezik
Formiranje ocene:
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Prisustvo na predavanjima Da Da 5.00
Pismeni deo ispita - kombinovani zadaci i teorija Ne Da 70.00
Test Da Da 10.00
Prisustvo na vežbama Da Da 5.00
Test Da Da 10.00
Izvođači nastave:
Auditorne vežbe
Predavanja
Predavanja
Predavanja