34826 - BIOMECCANICA COMPUTAZIONALE LM

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
  • 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