Anno Accademico 2017/2018
- Docente: Giordano Valente
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/34
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Cesena
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Corso:
Laurea Magistrale in
Ingegneria biomedica (cod. 8198)
Valido anche per Campus di Bologna
Laurea Magistrale in Ingegneria meccanica (cod. 0938)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso lo studente conosce: - la meccanica dei continui e del metodo agli elementi finiti, nonché dei metodi numerici per la modellazione ad elementi finiti di problemi non lineari quali grandi spostamenti, contatto, plasticità, ecc. - gli strumenti computazionali avanzati per l'analisi del sistema muscolo-scheletrico intatto ed in presenza di dispositivi protesici - i metodi per l'integrazione di dati provenienti da immagini con i modelli biomeccanici e per la cross-validazione con risultati ottenuti da sperimentazione in-vitro ed in-vivo. - l'uso di base di alcuni programmi commerciali diffusamente impiegati per risolvere problemi di biomeccanica strutturale e funzionale.
Contenuti
Il corso è a prevalente indirizzo applicativo, con finalità di sviluppare un progetto nella biomeccanica muscoloscheletrica tramite modellazione dinamica multicorpo e ad elementi finiti da dati clinici.
Il programma è finalizzato all'acquisizione di basi di meccanica applicata al sistema muscoloscheletrico e tessuti ossei, ed all'acquisizione di strumenti computazionali nella biomeccanica ortopedica a livello di apparato (muscoloscheletrico) e di organo (osso) per rispondere a quesiti di ricerca.
Lezioni frontali
- Introduzione ed applicazioni della biomeccanica muscoloscheletrica computazionale
- Richiami di meccanica del continuo e del corpo rigido
- Modellazione multicorpo del sistema muscoloscheletrico
- Simulazioni del movimento: problemi di dinamica inversa e diretta ed il software OpenSim
- Il metodo degli elementi finiti: formulazione ed aspetti procedurali
- Meccanica e meccano-biologia del tessuto osseo
- Modellazione del tessuto osseo
- Validazione dei modelli
- Metodi per analisi statistiche e principi di comunicazione scientifica
Esercitazioni
Esecitazioni propedeutiche al progetto su modellazione muscoloscheletrica multicorpo e simulazioni del movimento col software opensource OpenSim, e modellazione ad elementi finiti del tessuto osseo col software commerciale Ansys
Progetto
Sviluppo di un progetto guidato su tematiche della biomeccanica muscoloscheletrica, che risponda a quesiti di ricerca e/o clinici con analisi biomeccaniche tramite gli strumenti computazionali acquisiti
Testi/Bibliografia
Il corso si basa principalmente su materiale fornito a lezione, che comprende diapositive, dispense, guide dei software ed articoli scientifici finalizzati allo sviluppo del progetto
Metodi didattici
Lezioni teoriche ed eventuali seminari (circa 40%), esercitazioni propedeutiche al progetto (circa 25%) e progetto guidato (circa 35%).
Saranno a disposizione alcuni PC, ma si consiglia l'utilizzo di computer portatili personali.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Per superare l'esame è necessario sviluppare il progetto proposto e redigere un report scientifico da consegnare eventualmente con materiale elettronico supplementare (modelli sviluppati, risultati, analisi dati, etc...).
Lo studente presenterà e discuterà il progetto in sede d'esame tramite presentazione con supporti visuali (slides proiettate).
Strumenti a supporto della didattica
Slides videoproiettate, computer con software per esercitazioni e progetto, discussioni interattive
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Giordano Valente