Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2021/2022

Mechanika tekutin v biomedicíně

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
F7AMBMTB Z,ZK 5 2P+1C+1L anglicky
Přednášející:
Karel Roubík (gar.), Václav Ort
Cvičící:
Matouš Brunát, Václav Ort, Šimon Walzel
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Předmět se zabývá tématy – modelování a měření proudění tekutin v respirační péči a v kardiovaskulárním systému, vytváření modelů respiračního a kardiovaskulárního systému, aplikace principů mechaniky tekutin jak v oblasti výzkumu a vývoje, tak i v oblasti klinické praxe.

Požadavky:

Požadavky na udělení zápočtu:

Povinná účast na cvičeních, absence musí být řádně omluvené a nahrazené. Povoleny jsou maximálně dvě neomluvené a nenahrazené absence.

Hodnocení zkoušky:

Zkouška bude provedena formou testu, ve kterém budou otázky, na něž budou studenti odpovídat. Některé otázky mohou mít větší váhu při hodnocení než ostatní, a to například ty, které zahrnují početní úlohu či vyžadují komplexní přístup k řešení. Hodnocení bude odpovídat procentuální úspěšnosti přesně podle platné klasifikační stupnice ECTS.

Osnova přednášek:

1.Úvod do mechaniky tekutin, statika tekutin.

2.Klasifikace, vizualizace a rovnice proudění tekutin I.

3.Klasifikace, vizualizace a rovnice proudění tekutin II.

4.Proudění tekutiny v trubici kruhového průřezu I.

5.Proudění tekutiny v trubici kruhového průřezu II.

6.Elektroakustické a elektromechanické analogie.

7.Akustické vlnovody, akustické soustavy se soustředěnými parametry a jejich modely.

8.Srdeční cyklus a mechanika, ventrikulární výkon.

9Newtonovské proudění a vlnové jevy ve vaskulárním systému.

10.Nenewtonovské proudění ve vaskulárním systému.

11.Měření tlaku, měření objemového průtoku.

12.Benvenisteho princip, Venturiho, Coanda efekt, Fluidikové prvky

Osnova cvičení:

1.Experimentální měření závislosti tlakové diference v trubici kruhového průřezu.

2.Základy práce v programu COMSOL Multiphysics.

3.Stacionární a časově závislé simulace nestlačitelného laminárního proudění v programu COMSOL Multiphysics.

4.Stacionární simulace nestlačitelného turbulentního proudění v programu COMSOL Multiphysics.

5.Multifyzikální modelování a použití modulu Pipe Flow v programu COMSOL Multiphysics.

6.Aplikace elektroakustických analogií při funkčním vyšetření respiračního systému.

7.Identifikace pneumatických soustav pomocí elektroakustické analogie.

8.Základní analýza proudění tekutin.

9.Tvorba nelineárního matematického modelu kardiovaskulárního systému.

10.Měření tlaku a objemového průtoku plynu obstrukčními průtokoměry, porovnání vlastností průtokoměrů založených na různých metodách měření objemového průtoku.

11.Penetrace aerosolu do respiračního systému.

12.Aplikace principů mechaniky tekutin v praxi.

Cíle studia:
Studijní materiály:

Povinná literatura:

1.TEZDUYAR, Tayfun E., ed. Frontiers in Computational Fluid-Structure Interaction and Flow Simulation: Research from Lead Investigators under Forty - 2018 [online]. Cham: Springer International Publishing, 2018. Modeling and Simulation in Science, Engineering and Technology [cit. 2018-12-28]. Dostupné z: <https://doi.org/10.1007/978-3-319-96469-0>. ISBN 9783319964690.

2.ÇENGEL, Yunus A. a John M. CIMBALA. Fluid mechanics: fundamentals and applications. 3rd ed. in SI units. Boston: McGraw-Hill, ©2014. xxiv, 986 s. ISBN 978-1-259-01122-1.

3.NICHOLS, Wilmer W., Michael F. O'ROURKE a Charalambos VLACHOPOULOS. McDonald's blood flow in arteries: theoretical, experimental and clinical principles. 6th ed. London: Hodder Arnold, c2011. ISBN 978-0-340-98501-4.

Doporučená literatura:

-ESCUDIER, M. P. Introduction to engineering fluid mechanics. First edition. Oxford, United Kingdom: Oxford University Press, 2017. xxx, 577 stran. ISBN 978-0-19-871988-5.

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2021/2022:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
místnost KL:C-2
Roubík K.
10:00–11:50
(přednášková par. 1)
Kladno FBMI
C2, salonek
Út
St
místnost KL:B-124
Brunát M.
Ort V.

10:00–11:50
(přednášková par. 1
paralelka 1)

Kladno FBMI
Laboratoř zpracování dat
Čt
místnost KL:A-008
Ort V.
Walzel Š.

16:00–17:50
(přednášková par. 1)
Kladno FBMI
Lab. PT pro anesteziologii ...

Rozvrh na letní semestr 2021/2022:
Rozvrh není připraven
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 8. 8. 2022
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet6187206.html