Overordnede kursusmål
Målet med nærværende kursus er at give en grundig introduktion til
fænomenologien og fundamentale principper i vævsbiomekanik. Fokus
vil være på menneskets hofteled og store sener. Der undervises både
i anatomien og fysiologien såvel som modellering af den mekaniske
opførsel i de nævnte strukturer. I kurset udføres der to
laboratorieøvelser på Panum Instituttet. Som studerende skal du
skrive to rapporter, som beskriver disse øvelser. Rapporterne skal
afleveres i løbet af kurset og er en del af den endelige
bedømmelse.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Beskrive anatomien og fysiologien af menneskets hofteled og
store sener
- Opskrive de grundlæggende mekaniske bevarelseslove
- Anvende grundlæggende vektor- og tensor-regning til at løse et
biomekanisk problem
- Anvende argumenter for symmetri til at bestemme relevante
materialeparametre
- Forklare den fysiske betydning af konstitutive ligninger
- Formulere biomekaniske modeller for forskellige vævstyper,
f.eks. knogler, blodårer, sener og brusk
- Indsamle eksperimentel data, som kan anvendes til
randbetingelser i en biomekanisk model
- Løse et biomekanisk problem ved hjælp af finite element
metoden
- Opsummere og evaluere betydningen af modelresultater
- Skrive tre rapporter som opfylder grundlæggende krav til
videnskablig kommunikation
- Forberede en 10-minutters præsentation enten om biomekanikken i
menneskets hofte eller store sener (del af den afsluttende
eksamen)
Kursusindhold
I kurset gennemgår vi først anatomien og fysiologien af menneskets
hofteled og store sener, samt den nødvendige del af vektor- og
tensor-regning der anvendes i analyse af biomekaniske
problemstillinger. Den matematiske formalisme anvendes
efterfølgende til at formulere de grundlæggende
bevarelsesprincipper og forskellige typer af konstitutive
ligninger. Tilsammen danner disse basis for al biomekanisk
modellering. Eksempler inkluderer elastiske og visko-elastiske
vævsmaterialer. De elastiske materialer omfatter både isotrope og
anisotrope materialer med henblik på at forstå blodårer og knoglers
mekaniske opførsel. Visko-elastiske materialelove anvendes i
modeller af sener og brusk.
Vi vil læse og diskutere videnskabelige artikler, der beskriver
biomekanisk analyse af et lodret hop, store sener og blodårer, for
at give dig indsigt i hvorledes forskning udføres inden for disse
områder.
Endelig omfatter kurset eksperimentelt arbejde, hvor du skal
indsamle data til at analysere en given biomekanisk
problemstilling. Vi vil udføre to slags test: Måling af kræfter og
momenter på hofteleddet under et lodret hop, og træktest af en stor
sene. Gennem kurset vil du få tid til at opstille finite element
modeller til at analysere problemstillingerne beskrevet ovenfor,
hvor du har indsamlet det nødvendige eksperimentelle data i
laboratorier på Panum Instituttet. Du skal aflevere en skriftlig
rapport for begge øvelser, som beskriver dine resultater og
konsekvensen af disse. Desuden afleveres der en rapport omhandlende
blodårers biomekanik. Rapporterne er den del af den samlede
kursusbedømmelse, og danner grundlag for en 10-minutters
præsentation, der er en del af den afsluttende mundtlige eksamen.
Litteraturhenvisninger
J.N. Reddy, An Introduction to Continuum Mechanics. Cambridge
University Press.
Bemærkninger
E-learning anvendes i form af electronic correction system.
Sidst opdateret
04. maj, 2017