B2081 - SIMULAZIONE COMPUTAZIONALE CARDIOVASCOLARE M

Conoscenze e abilità da conseguire

: Lo studente al termine dell’insegnamento acquisirà la conoscenza e gli strumenti di base teorici e numerici per la comprensione dei fenomeni bio-fluidodinamici che avvengono sia nel sistema circolatorio (arterie, vene, cuore) sia nei principali dispositivi biomedici. Il corso permetterà allo studente di realizzare modelli mono-, bi- e tridimensionali dei componenti principali dell’apparato cardiocircolatorio.

Contenuti

FLUIDODINAMICA COMPUTAZIONALE

-Cos’è la CFD (Computational Fluid-Dynamics)

-Equazioni (Navier Stokes)

- Metodo Euleriano di discretizzazione del 2° ordine temporale (volume di controllo)

-Mesh per la parte fluida

INTERAZIONE FLUIDO-STRUTTURA

- Equazioni di modellazione della parte "solida" (meccanica dei solidi):

-Classica equazione ellittica (2° ordine temporale e spaziale)

-Legge di Hooke

-Modelli IPERELASTICI (Modello di Saint Venant – Kirchhoff)

-Interazione fluido-struttura:

-Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE)

-SOLUTORI MONOLITICI: accoppiamento diretto fluido-struttura (1 solo dominio computazionale)

FLUIDODINAMICA DEL SANGUE:

-Moto laminare e moto turbolento

-Viscosità (legge di Newton)

-Fluidi Newtoniani

-Fluidi Non-Newtoniani

-Sangue

-Reologia del sangue

-Il sistema cardiocircolatorio

Testi/Bibliografia

FISIOLOGIA CARDIOVASCOLARE

"Fisiologia di Berne e Levy" Bruce M. Koeppen, Bruce A. Stanton, CEA 2019

"Fisiologia cardiovascolare" P. Pagliaro, C. Penna, EdiSES università editore

"Biomechanics – Mechanical Properties of Living Tissues" Y. C. Fund, Springer editore

"Computational Modeling in Biomechanics – Section II: Cardiovascular Biomechanics", Suvranu De, Farshid Guilak, Mohammad R.K. Mofrad, Springer editore

FLUIDODINAMICA

"Computational Methods for Fluid Dynamics" Joel H. Ferziger, Milovan Peric, Robert L. Street, 4° edizione, SPRINGER editore

Metodi didattici

PIATTAFORMA ‘VIRTUALE’:

Lezioni e/o presentazioni caricate a fine lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova d'esame orale finalizzata alla verifica da parte dello studente della metodologia di simulazione computazionale applicata al sistema cardiovascolare ed ai suoi componenti. 

Presentazione FACOLTATIVA di una tesina contenente i risultati di una semplice simulazione di interazione fluido-struttura con mesh generata dalla docente. 

Strumenti a supporto della didattica

PIATTAFORMA VIRTUALE: presentazioni e lezioni caricate dalla docente

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefania Falfari