Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Gianluca ZITTI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [IM13] BIOMEDICAL ENGINEERING Master Degree (2 years) - [IM13] INGEGNERIA BIOMEDICA
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ICAR/01 - IDRAULICA
INGLESE
English
Conoscenze di base di fisica ed analisi matematica
Basic knowledge of Physics and Mathematical Analysis
48 ore di lezioni frontali
48 hours of lecturing
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire specifiche conoscenze negli ambiti multidisciplinari relativi alle applicazioni biomediche della Meccanica
dei Fluidi. In particolare, il corso è finalizzato ad approfondire gli aspetti di fluidodinamica applicati al sistema cardiocircolatorio.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al fine di formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi
complessi legati all'ambito della BioFluidodinamica, lo studente dovrà
sviluppare
capacità di risoluzione di problemi specifici legati alla bio-fluido dinamica
Competenze trasversali.
L’insegnamento della BioFluidodinamica, contribuisce a costruire una
cultura adeguata per descrivere analiticamente, simulare e controllare
sistemi e segnali di interesse medico-biologico, con particolare riguardo a
quelli di origine cardiovascolare
Knowledge and Understanding.
The course allows the students to acquire specific knowledge in the
multidiscipliary aspects related to the biomedical applications of Fluid
Mechanics. In
particular, the course aims at deepening the Fluid Dynamics aspects
applied to the cardiovascular system.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
To the aim of formulating and solving, even in an innovative manner,
complex problems related to BioFluidDynamics, the student will have to
develop a
capability of tackling specific problems of bio-fluid dynamics
Transversal Skills.
The teaching of the BioFluidDynamics contributes to establishing a
culture needed to analytically describe, simulate and control systems of
medical-biological interest, with specific reference to those of
cardiovascular origin
Introduzione. Peculiarità dei flussi fluidi fisiologici. Fondamenti di
meccanica dei fluidi. L'approssimazione di mezzo continuo. La statica dei
fluidi. La Cinematica dei fluidi. Le equazioni del moto di un continuo
fluido. Conservazione della massa e della quantità di moto. Il legame
costitutivo per fluidi Newtoniani. Le equazioni di Navier-Stokes. Analisi di
scale e dimensionale: il teorema di Buckingham. Le equazioni di Navier-
Stokes adimensionali. La pressione dinamica. I moto irrotazionali. Le
equazioni dei moti irrotazionali. Il teorema di Bernoulli per moti
irrotazionali. Modelli reologici per fluidi non-Newtoniani. Fluidi non-
Newtoniani indipendenti dal tempo. Materiali viscoelastici. Il sistema
cardiovascolare. La reologia del sangue. Le funzioni principali del sangue.
La composizione del sangue. Il plasma. La pressione osmotica. Gli
elementi del sangue. La meccanica delle sospensione. Il cuore.
Descrizione del sistema cardiovascolare. L'anatomia del cuore. Il ciclo
cardiaco. La fluidodinamica del cuore. Le arterie sistemiche. Introduzione
anatomica. La pressione trasmurale. Relazione tra pressione trasmurale e
area della sezione. La propagazione delle onde nelle arterie. Il modello
Windkessel. Soluzioni analitiche del flusso in condotte rettilinee.
Caratteristiche del flusso in condotte curve. Il modello
monodimensionale. Il modello monodimensionale lineare e inviscido.
Introduction. Peculiarities of physiological fluid flows. Basic notions of
fluid mechanics. The Continuum Approach. Statics of fluids. Kinematics of
fluids. Equations of motion for a continuum. Conservation of mass
Conservation of momentum. Constitutive relationship for Newtonian
fluids. The Navier-Stokes equations. Scaling and dimensional analysis.
Scaling and dimensional analysis: Buckingham's theorem. Dimensionless
Navier-Stokes equations. The dynamic pressure. Irrotational flows. The
equation of motion for irrotational flows. Bernoulli equation for
irrotational flows. Rheological models for non-Newtonian fluids. Timei ndependent
non-Newtonian fluids. Viscoelastic materials. The
cardiovascular system. Blood rheology. Main functions of blood. Blood
composition. Plasma. The osmotic pressure. Formed elements in blood.
Mechanics of suspensions. The heart. General description of the
cardiovascular system. Anatomy of the heart. The cardiac cycle. Fluid
dynamics of the heart. The systemic arteries. Anatomical introduction.
The transmural pressure. Relationship between transmural pressure and
cross-sectional area. Wave propagation in arteries. The Windkessel
model. Analytical solutions of the flow in a straight pipe. Characteristics
of the flow in a curved pipe. The one-dimensional model. Onedimensional
linear inviscid model.
Esame orale
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per superare l'esame con esito positivo, lo studente deve dimostrare,
attraverso la suddetta prova orale, di aver ben compreso gli aspetti
teorici e utilizzare adeguatamente gli strumenti applicativi della
Biofluidodinamica.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Voto in trentesimi, con eventuale lode
Criteri di attribuzione del voto finale.
La prova orale consiste in tre domande. Ad ogni risposta viene attribuito
un voto che puo' andare da 0 a 10. La lode verra' attribuitaa quegli
studenti che, avendo raggiunto la votazione massimi, dimostreranno una
completa padronanza della materia.
Learning Evaluation Methods.
Oral test.
Learning Evaluation Criteria.
To positively pass the exam, the student has to demonstrate, through the
above-mentioned test, to be well acquainted with both theoretical
concepts and use of the applicative tools of the Biofluiddynamics
Learning Measurement Criteria.
Final mark in thirtieths, with eventual honors.
Final Mark Allocation Criteria.
The oral test consists of three questions. Each question will be marked
between 0 and 10 points. Honours will be given to those students who,
reaching the highest marks, demonstrate a full mastery of the topics.
https://learn.univpm.it/
https://learn.univpm.it/
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427