WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«Аннотация профиля БИОМЕХАНИКА по направлению 010800 Механика и математическое моделирование Образовательный профиль Биомеханика предполагает подготовку бакалавров и ...»

-- [ Страница 2 ] --

Курс «введение в биомеханику» представляет собой естественно-научную дисциплину, в которой изучаются механические свойства тканей, органов и систем организма человека и механические явления, сопровождающие процессы жизнедеятельности.

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Что такое биомеханика?

Историческая справка. Объекты исследования БМ. Механика и биология. Механика и медицина. Механика и физиология. Механика и БМ. Проблемы, решаемые БМ. Методы и инструменты исследований, применяемые в БМ.

Тема 2. Сводка основных понятий и уравнений МСС, используемых БМ.

Напряжение. Деформация. Скорость деформации. Термодинамика упругой деформации. Уравнения движения и уравнения состояния. Невязкие жидкости. Ньютоновская вязкая жидкость. Упругое твердое тело. Материалы с более сложным механическим поведением.

Тема 3. Механика клетки Строение живой клетки. Мембрана как двумерный континуум. Реологические свойства мембраны. Пассивный и активный массоперенос через мембрану. Механочувствительность клеток. Электрический потенциал мембраны, возбуждение и распространение электрического импульса по мембране. Модель мембранного тока. Модели, описывающие функционирование ионных каналов. Подвижность клеток и одноклеточных организмов. Реологические свойства цитоплазмы и модели ее подвижности. Движение ресничек и жгутиков.

Движение при делении клетки.

Тема 4. Реологические свойства крови.

Реология крови. Основные уравнения течения крови. Ламинарное течение крови.

Взаимодействие красный кровяных телец (эритроцитов) с твердой стенкой. Образование и ликвидация тромбов. Медицинское применение знаний о реологии крови. Эритроциты, лейкоциты и другие клетки крови. Деформируемость красных кровяных телец. Теоретические представления об упругости эритроцитов. Эксперименты над клеточными мембранами. Упругость мембран эритроцитов. Модель мембраны эритроцитов. Влияние деформируемости эритроцитов на турбулентность в движении крови. Пассивные деформации лейкоцитов. Абсолютная и относительная вязкости. Распределение взвешенных частиц в достаточно узкой и жесткой трубе. Движение эритроцитов в плотно прилегающих трубах. Гематокрит.

Тема 5. Биологические жидкости.

Методы тестирования и представления данных. Протоплазма. Слизистая дыхательных путей. Слюна. Цервикальная слизь и сперма. Синовиальная жидкость.

Тема 6. Биомеханика мягких тканей.

Биологические упругие материалы. Коллаген. Поведение мягких тканей под действием одноосной нагрузки. Концепция псевдоупругости. Двухосное нагружение мягких тканей.

Напряженно-деформированное состояние. Деформационно-энергетические критерии. Дополнительные энергетические критерии. Основные уравнения, учитывающие наличие микроструктур. Скелетная мускулатура. Функциональная классификация мышц. Структура скелетных мышц. Теория мышечного движения. Сокращение мышечных пучков. Уравнение Хилла для сокращенных мышц. Трехэлементная модель Хилла. Основное уравнение мышечной ткани как трехмерной сплошной среды. Сердечная мышца. Разница между клетками сердечной мышечной ткани и скелетной. Механические свойства тканей сердечной мышцы.

Гладкие мышцы. Типы гладких мышц. Сократительный механизм. Ритмические сокращения гладких мышц. Свойства расслабленного гладкомышечного мочеточника. Активное сокращение сегментов мочеточника. Другие гладкомышечные органы.

Тема 7. Биомеханика кровеносных сосудов.

Классификация и строение кровеносных сосудов. Артерии. Капилляры. Вены. Артериальная стенка: поведение под одноосной нагрузкой; поведение под двухосной нагрузкой и эксперименты на кручение; динамический модуль упругости. Трехмерное представление стенки кровеносного сосуда: ненапряженное состояние. Трехмерное представление стенки кровеносного сосуда: напряжение и деформация. Механические свойства интимы, медии и адвентиции. Сосудистый эндотелий. Напряжения в клеточных мембранах эндотелия. Форма клеточных ядер эндотелия.

Тема 8. Твердые ткани Строение, реологические и электромеханические свойства костной ткани; строение и свойства тканей зубов. Адаптационные свойства кости. Циркуляция крови в кости. Упругость и прочность кости. Функциональная адаптация кости. Хрящи. Основные уравнения хряща в соответствии с трехфазной теорией. Сухожилия и связки.

Тема 9. Механика дыхания Общая характеристика механических явлений в дыхательных органах. Движение воздуха по воздухоносным путям и газообмен в легких. Механика альвеол. Простейшие математические модели в механике дыхания. Осаждение частиц на стенках дыхательных путей.

Тема 10. Сенсорные системы Биомеханические модели глаза. Методы определения внутриглазного давления. Механические процессы в органах слуха и равновесия. Математическая постановка задачи о распространении волн в улитке. Модель движения жидкости в полукружных каналах.

Тема 11. Перистальтические течения Перистальтический механизм транспорта и перемешивания. Механические явления перистальтики в крупных артериях, в пищеварительном тракте, мочевыводящих путях.

Тема 12. Двигательный аппарат Общие представления о локомоциях. Принципы организации движений. Синергии.

Двигательная единица. Гидродинамические подходы к изучению полета и плавания животных. Движения человека. Моделирование тела человека многозвенным механизмом с активными усилиями в сочленениях. Основные применения моделей. Постановка задач об импульсных и вибрационных воздействиях на человека. Трение и смазка в суставах. Понятие об эргономике и инженерной психологии.

Тема 13. Рост и морфогенез Объемный и поверхностный рост тканей, морфогенез. Клеточные механизмы. Влияние механических и химических регуляторов. Влияние напряжения на рост тканей. Принципы построения моделей растущих тканей и органов. Модели типа Тьюринга. Кинетика клеточного деления, массоперенос и рост в опухолевых тканях. Математические модели образования зоны некроза в опухоли. Общие представления о росте растений.

ПРОГРАММА

курса «МЕХАНИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ»

по направлению 010800 «Механика и математическое моделирование»

Курс «МЕХАНИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ» представляет собой естественно-научную дисциплину, в которой излагаются основные понятия и основные уравнения, описывающие закономерности течения вязкой несжимаемой жидкости применительно к задачам биомеханики.

Тема 1. Закон вязкого трения в жидкостях и уравнения гидродинамики.

Внутреннее трение и теплопроводность в жидкостях и газах. Опыт Ньютона по выявлению свойства вязкости в реальных жидкостях. Закон вязкого трения. Практическая реализация задачи определения коэффициента вязкости жидкостей. Обобщенный закон вязкого трения для произвольного поля скоростей текущей жидкости. Несжимаемая жидкость.

Неньютоновские жидкости. Зависимость коэффициента вязкости жидкости от скорости деформации сдвига. Псевдопластические и дилатантные жидкости. Кровь как псевдопластическая жидкость, вязкость которой уменьшается с увеличением скорости деформации сдвига.

Тема 2. Основная замкнутая система уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости и постановка основных краевых задач.

Вывод уравнений Навье-Стокса. Уравнение неразрывности для несжимаемой жидкости. Постановка начальных условий для неустановившегося течения жидкости. Формулировка основных граничных условий. Условие при безотрывном обтекании вязкой жидкостью подвижной и неподвижной твердой гладкой стенки (условие прилипания). Условие на свободной поверхности текущей жидкости. Особенности постановки граничных условий на свободной поверхности при наличии волн.

Тема 3. Точные замкнутые решения уравнений Навье-Стокса.

Постановка задачи об установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в бесконечно длинной цилиндрической трубе. Задача Дирихле для уравнения Пуассона. Частные случаи решения этой задачи. Решение для эллиптической трубы. Решение для круглой трубы. Параболический закон распределения скоростей. Закон Пуазейля и его практическое применение. Решение для трубы треугольного поперечного сечения (граница сечения равносторонний треугольник). Труба круглого кольцевого сечения. Пульсирующее ламинарное течение вязкой несжимаемой жидкости в бесконечно длинной круглой трубе.

Тема 4. Нестационарные вихревые течения вязкой несжимаемой жидкости и их применение в задачах биомеханики.

Диссипация механической энергии при движении вязкой жидкости. Уравнение Гельмгольца. Построение нестационарных вихревых решений уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости для вихревой нити с постоянной интенсивностью. Вывод уравнения для циркуляции скорости вокруг вихревой нити. Частное решение этого уравнения для постоянной интенсивности вихревой нити. Обобщение этого решения на случай, когда интенсивность вихревой нити является произвольной функцией времени. (Например, применение вихревых решений вязкой жидкости для расчета характеристик закрученного объема крови на стадии выброса его из левого желудочка сердца в аорту. Определение параметра, характеризующего величину объема закрученной трабекулярным рельефом струи крови. Вывод формулы для определения координат места возникновения закрученного потока крови внутри левого желудочка в момент систолы.) Тема 5. Одномерное уравнение движения вязкой несжимаемой жидкости.

Уравнения Навье-Стокса для осесимметричных движений вязкой жидкости. Описание методики осреднения этих уравнений по поперечному сечению круглой трубы. Одномерное уравнение динамики вязкой жидкости для объемного расхода. Осреднение уравнения неразрывности. Связь объемного расхода с радиальными перемещениями гибких стенок трубы.

Построение одномерной модели динамики кровотока для части артериальных систем человека. Основная замкнутая система уравнений для определения объемного кровотока и давления, а также объемного кровенаполнения сосудов в рамках линейной теории. Применение этих уравнений для расчета объемного кровотока в сосудистом дереве. Постановка граничных условий на входе и выходах из сосудистой системы. Формулировка контактных условий в узлах разветвления сосудов. Статические контактные условия. Динамические контактные условия. Использование комплексных рядов Фурье для построения точных решений для пульсирующего кровотока в артериальной системе.

1. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Москва, Физматгиз, 1959.

2. Гуляев Ю.П., Коссович Л.Ю. Математические модели биомеханики в медицине: Учеб. пособие для студентов механико-математического факультета-Саратов-2001.

3. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика -М.-1963Ч.2.

4. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики-М.-1966г.

ПРОГРАММА

по направлению 010800 «Механика и математическое моделирование»

Курс «Моделирование в биомеханике» представляет собой дисциплину, в которой изучаются основы и принципы моделирования биологических систем.

Курс содержит изложение основных понятий и принципов математического и физико-механического моделирования, примеры построения математических и физикомеханических моделей биологических систем, процессов и явлений. Курс должен служить базой для формирования навыков моделирования в различных областях биомеханики.

Курс «Моделирование в биомеханике» включает в себя два раздела: «Моделирование в биомеханике на макроуровне» и «Моделирование в биомеханике на микроуровне», позволяющие студентам освоить аппарат математического и физико-механического моделирования биологических систем.

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Часть 1. «Моделирование в биомеханике на макроуровне»

Тема 1. Введение в математическое моделирование. Основные понятия и принципы математического моделирования. Этапы моделирования.

Тема 2. Прикладные теории деформирования упругих стержней, пластин и оболочек.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 


Похожие работы:

«Акад. И. И. ШМАЛЬГАУЗЕН ПУТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СОЮЗА ССР МОСКВА 1940 ЛЕНИНГРАД ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая книга посвящена вопросам направленности и закономерности эволюции и является естественным дополнением к написанной ранее книге—Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии (М.—Л., 1938), хотя вместе с тем она представляет собой вполне законченное целое. Обе книги посвящены двум наиболее крупным и актуальным проблемам эволюционной...»

«Л.В. НИКОНОВА С.В. ТИШКОВСКИЙ Курс лекций по клинической эндокринологии Пособие для студентов лечебного, медико-психологического факультетов и врачей 2-е издание Гродно ГрГМУ 2010 УДК 616.43(07) ББК 54.151я73 Н63 Рекомендовано Центральным научно-методическим советом УО ГрГМУ (протокол № 7 от 30.06.2008). Авторы: зав. курсом эндокринологии, доц., канд. мед. наук Л.В. Никонова; ассист. курса эндокринологии, канд. мед. наук С.В. Тишковский. Рецензент: зав. каф. госпитальной терапии, доц., д-р мед....»

«Д.В. Кузнецов Арабо-израильский конфликт и Франция: внешняя политика и общественное мнение в период президентства Ф. Миттерана (1981-1995 гг.) Благовещенск 2005 1 ББК 63.3 (4 Фра) 64 Печатается по решению редакционК 89 но-издательского совета Благовещенского государственного педагогического университета Кузнецов Д.В. Арабо-израильский конфликт и Франция: внешняя политика и общественное мнение в период президентства Ф. Миттерана (1981-1995 гг.). – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2005. – 257 с. В...»

«2. Содержание кандидатского экзамена 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ Народно-хозяйственное значение зерноперерабатывающей промышленности России и продовольственная безопасность. Структурная характеристика зерноперерабатывающей промышленности. Тенденции развития отрасли. Роль продукции зерноперерабатывающих предприятий в рациональном питании населения. Характеристика, состояние и перспектива развития хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства РФ. История науки этих отраслей. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ...»

«Вся библиотека ДИВО русская книга рекордов и достижений Внесезонные виды НАУКА И ТЕХНИКА Гимнастика Приборы и устройства Баскетбол Изобретения и открытия Волейбол Связь Плавание Силовые установки Шахматы Источники энергии Шашки Часы Настольный теннис Велосипеды Бадминтон Автомобили Бокс Общественный транспорт Кикбоксинг Машины и механизмы Стрельба Железнодорожный транспорт Альпинизм СУДА И СУДОХОДСТВО Атлетизм Инвалидный...»

«Учебно-методическое обеспечение для подготовки магистров по программам высшего профессионального образования направления подготовки Нанотехнология с профилем подготовки Нанобиотехнологии М.Ю. Скоркина, Т.А. Погребняк УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МАГИСТРОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ОСНОВЫ ИММУНОЛОГИИ УДК 577 ББК 28.074 С 44 С 44 Скоркина, М.Ю. Основы иммунологии [текст]: учебно-методический комплекс для бакалавров по дисциплине / М.Ю. Скоркина, Т.А. Погребняк. – М., 2010. – 225 с. ISBN Охраняется...»

«ПРИЗВАНИЕ И УЧАСТЬ ХУДОЖНИКА В НОВЕЛЛИСТИКЕ Н. ГОТОРНА А. В. АКСЕНОВ В статье рассматривается, каким образом тема художественного творчества в его эстетическом и нравственном аспектах воплощена в ранних новеллах Н. Готорна (1804–1864). По мнению автора статьи, это происходит в рамках романтической идейно-художественной парадигмы, в которую вносит коррективы обостренный морализм, заданный пуританским наследием Новой Англии. Так, в новелле Пророческие портреты (1837) затронута тема нравственной...»

«Дата переработкы: 18/июля/2011 Код продукта: BP1300 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЩЕСТВА/ПРИГОТОВЛЕНИЕ И КОМПАНИЯ/ ПРЕДПРИЯТИЕ Название продукта: ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД технического углерода, Технический углерод, печной технический углерод, Синонимы: сажа 01-2119384822-32 REACH peгистpaционний номep: BLACK PEARLS® / MONARCH® 1000, 1300, 1400, 1500; BLACK PEARLS® Эти данные безопасности действительны для следующих 1300B1. Вышеупомянутые наименования являются торговыми марками Cabot Corporation. марок: Добавка...»

«MODELLING OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROCESSES IN STRONG SHOCK WAVES S.A.Losev, E.A.Kovach, M.Ju.Pogosbekian, A.L.Sergievskaya Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State Universitet, Moscow The thermal and chemical equilibrium of gas medium is considerably violated is strong shock...»

«В связи с ухудшением экологической обстановки во всем мире наблюдается увеличение количества людей, подверженных аллергическим заболеваниям, и по прогнозам - распространённость аллергии будет расти. В данной работе читатель найдёт информацию о причинах возникновения неадекватной реакции организма человека на попадание в него аллергена. Освещены такие аспекты, как эпидемиология, причины и механизмы развития аллергии. Подробно изложена клиническая картина большинства аллергических заболеваний....»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.