I dette kursus vil den studerende udbygge sin viden fra indledende
kurser i stoftransport og fluid mekanik inden for videregående
emner af speciel interesse for fysiologisk og farmakologisk fluid
mekanik.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Analysere fluid mekaniske problemstillinger og udvikle
analytiske og numeriske løsninger med korrekt brug af
fluidmekanikkens terminologi, begreber, teorier og matematiske
metoder
Analysere styrker og svagheder i forskellige fluid mekaniske
modeller og designe kriterier for deres anvendelse
Designe, opbygge og teste simuleringsmodeller for flow til
forskellige anvendelsesområder og evaluere performance af
disse
Forklare og illustrere flow i forskellige organer og analysere
effekten af sygdomme på flow i organerne
Analysere design af mekaniske systemer til organstøtte, f.eks.
dialyse, hjerte-lungemaskine og mekanisk hjerte ud fra et fluid
mekanisk perspektiv
Analysere styrker og svagheder i flow som en transportmekanisme
i drug delivery
Løse problemstillinger i trin med kompleks beskrivelse med
inkonsistent og upræcis information, inden for kendt problemsfære
og med kendte, avancerede værktøjer
Gennemføre komplicerede procedurer og bruge avancerede
værktøjer selvstændigt og fejlfrit og prioritere og tilpasse
procedurer og værktøjsbrug til situationen
Se sin person i et større perspektiv, skelne mellem egne
værdier og professionelle normer, analysere kvaliteten af sit
netværk og analysere andres behov
Definere egne værdier og mål, analysere sine styrker og
svagheder og reflektere over succes og fiasko
Arbejde i teams med ansvar for planlægning, ledelse og
udvikling af samarbejdsprocesser
Udarbejde mundtlige fremlæggelser og skriftlige materialer på
engelsk uden fejl og mangler, som gør anvendelse af fortællestil i
overensstemmelse med normer og standarder og som er struktureret i
henhold til formål og kontekst
Kursusindhold:
Teori:
Repetition af fundamentale begreber, herunder Navier-Stokes
ligning, Reynolds transportteorem og Leibniz teorem. Modeller for
blods viskositet, flow i elliptiske rør, transient flow, pulsatil
flow og Womersley's tal, lineær model for tykke og tynde
blodkars elasticitet, flow i blodkar med aftagende diameter,
modeller for bølgeudbredelse i elastiske blodkar med og uden hensyn
til viskøse effekter, transport af impuls og energi i flow,
vorticitet, Kelvins cirkulationsteorem, Helmholtz' teoremer,
transportligningen for vorticitet, vorticitet ved karvæggen og
diffusion af vorticitet ind i blodet, flow ved lav Reynolds tal
(Stokes flow), drag og lift, grænselag og flowseperation,
turbulens, friktion i blodkar.
Anvendelse:
Flow i arterier, vener, lymfekar, hjerte, lunge, hjerne, rygmarv,
knogler, led, øjne. Kunstige organer: dialyse, hjerte-lunge
maskine, mekanisk hjerte. Drug delivery: transportveje,
partikelflow, transportmediers rheologi, fluid delivery devices.
Simulering af flow i Comsol.
Miniprojekter udarbejdes i 3-mands grupper, med produktion af
postere og korte artikler.
Litteraturhenvisninger:
Læsestof tages fra mange forskellige kilder, i særdeleshed e-bøger
tilgængelig på biblioteket. Listen inkluderer:
Pijush K. Kundu, Ira M. Cohen and David R. Dowling: Fluid
Mechanics.
Robert J. Roselli, Kenneth R. Diller: Biotransport: Principles
and Applications.
R.P. Chhabra and J.F. Richardson: Non-Newtonian Flow and Applied
Rheology.
George A. Truskey, Fan Yuan, David F. Katz: Transport phenomena in
biological systems.
Jargan N. Mazumdar: Biofluid mechanics.
Marc Thiriet: Biology and mechanics of blood flows.
Tu, Inthavong, Wong: Computational hemodynamics.
Welty, Wicks, Wilson and Rorrer: Fundamentals of momentum, heat,
and mass transfer.
Y. A. Cengel and J.M Cimbala: Fluid mechanics.
R. L. Panton: Incompressible flow.
Bemærkninger:
Kurset udbydes kun i ulige årstal. Kurset alternerer med kurset
31524 Videregående emner i fysiologisk stoftransport.
