Pla docent de l'assignatura

 

 

Català English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Simulació de Sistemes d'Enginyeria Biomèdica per a Test, Anàlisi i Recerca

Codi de l'assignatura: 364600

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Manuel Carmona Flores

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 3

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 75

 

Activitats presencials i/o no presencials

30

 

-  Teoria

Presencial

 

4

 

-  Teoricopràctica

Presencial

 

4

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

22

Treball tutelat/dirigit

10

Aprenentatge autònom

35

 

 

Recomanacions

 

L’aprenentatge de les eines de simulació és individual i cal aconseguir usar-les tan bé com sigui possible en aquesta assignatura. Per aquest motiu s’anima els estudiants a fer servir el material i els exemples d’ús que es proporcionen.


Altres recomanacions

Cal adoptar una actitud crítica davant els resultats d’una simulació. Els resultats s’han d’ajustar a les expectatives.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Coneixement de matèries bàsiques i tecnològiques, que capaciti per a l'aprenentatge de nous mètodes i tecnologies, i doti d'una gran versatilitat per adaptar-se a situacions noves (personal).

   -

Habilitat per treballar de manera autònoma (personal).

   -

Capacitat per accedir a estudis posteriors, desenvolupar una actitud positiva per mantenir actualitzats els coneixements en un procés de formació continuada i proporcionar l'amplitud i profunditat suficient per accedir a la formació de postgrau en l'àmbit de l'ensenyament avançat de l'enginyeria biomèdica.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

L’objectiu principal d’aquesta assignatura és conèixer els processos generals de l’anàlisi i el disseny d’elements finits i aplicar aquests coneixements als sistemes biomèdics. Aquest procediment bàsic permet a l’alumnat usar el mètode en àrees diferents de la biomedicina. Per aconseguir-ho, cal:

— Generar models físics per a simulacions d’elements finits posteriors.
— Solucionar models d’elements finits i fer una revisió crítica dels resultats obtinguts.
— Aplicar el mètode d’elements finits a problemes biomèdics.
— Obtenir un coneixement bàsic dels fonaments teorètics de l’anàlisi d’elements finits.

Els casos estudiats s’escullen perquè l’alumnat pugui enfrontar-se amb solvència a alguns dels problemes més típics de l’enginyeria biomèdica, com ara problemes de vasos sanguinis, dissolució de substàncies, escalfament de teixits o electroquímica. Tot i això, aquests casos tan sols representen una petita part de totes les aplicacions potencials del mètode d’elements finits.

De manera opcional, segons el TFG de cada estudiant o en funció dels interessos particulars de cadascú, es poden definir problemes específics (relacionats amb la simulació amb l’anàlisi d’elements finits) que cal desenvolupar al llarg del curs.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció i exemples del mètode d’elements finits

2. Generació del model físic (estructura física)

3. Definició de ’càrrega’ i ’frontera’

4. Obtenció de solucions per a models d’elements finits

5. Revisió crítica dels resultats d’elements finits

6. Aplicació dels mètodes d’elements finits a problemes biomèdics usant el simulador Emer i el Gmsh per a la generació geomètrica

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

L’assignatura comença amb una introducció teòrica al mètode d’elements finits, i aplica la metodologia de simulació al laboratori a diversos exemples del camp de la biomedicina. Algunes sessions es dediquen a aprendre a fer servir eines de simulació amb el mètode d’elements finits (Gmsh per generar malles, Elmer per fer simulacions i Paraview per representar gràficament resultats), i la resta es dediquen a treballar en problemes concrets relacionats amb la biomedicina. De manera individual, cada estudiant ha de dedicar temps a millorar les seves habilitats en el maneig d’aquestes eines.

De manera opcional, segons el TFG de cada estudiant o en funció dels interessos particulars de cadascú, es poden definir problemes específics (relacionats amb la simulació amb l’anàlisi d’elements finits) que cal desenvolupar al llarg del curs.

La docència de l’assignatura es fa en anglès, tot i que cada estudiant pot escollir l’idioma amb el qual es vol comunicar personalment amb el professor. Tanmateix, és recomanable fer servir l’anglès durant el curs, sobretot si es necessita practicar la conversa per millorar el nivell.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

La nota final de l’assignatura té en compte dues activitats:
— Informes de casos estudiats al laboratori (60 %).
— Examen de laboratori, a final de curs (40 %).

Cada activitat es puntua amb una nota de 0 a 10 punts; per aprovar l’assignatura, cal aconseguir una nota mínima de 5 punts en cascuna.


Reavaluació

Per optar a la reavaluació s’ha d’aconseguir una nota mínima de 5 punts en els informes de casos estudiats al laboratori.

 

Avaluació única

La nota final de l’assignatura té en compte dues activitats:
— Informes de casos estudiats al laboratori (60 %).
— Examen de laboratori, a final de curs (40 %).

Cada activitat es puntua amb una nota de 0 a 10 punts; per aprovar l’assignatura, cal aconseguir una nota mínima de 5 punts en cascuna.


Reavaluació

Per optar a la reavaluació s’ha d’aconseguir una nota mínima de 5 punts en els informes de casos estudiats al laboratori.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Pàgina web

http://www.csc.fi/english/pages/elmer

http://geuz.org/gmsh/

ParaView webpage

ParaView webpage  Enllaç

Text electrònic

M. Carmona, et al., "GMSH - Guide for mesh generation", last version. Available in Campus Virtual.

M. Carmona, et al., "Elmer - Guide to FEM simulations", last version. Available in Campus Virtual.

D. Moratal, "Finite Element Analysis: From biomedical applications to industrial developments", ISBN 978-953-51-0474-2, Intech Publisher, 2012.

Open access book: http://www.intechopen.com/books/finite-element-analysis-from-biomedical-applications-to-industrial-developments

A.T.K. Giorges, "Finite Element and Finite Difference Methods for Elliptic and Parabolic Differential Equations", ISBN 978-953-307-389-7, Intech Publisher, 2011.

Open access book: http://www.intechopen.com/books/numerical-analysis-theory-and-application/finite-element-and-finite-difference-methods-for-elliptic-and-parabolic-differential-equations