Disciplina

Área

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Mecânica dos Fluídos

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Nível

Mini-Teste (MT): em duas aulas, no inicio de Outubro e de Desembro, com um peso de 20% para a nota final. Problemas : Um conjunto de problemas (PB) a serem resolvidos por um grupo de 4 alunos e terá um peso de 20% para a nota final. Projeto: Projeto computacional (PC) por um grupo de 4 alunos durante a segunda metade do semestre, com uma apresentação final em flash e com um peso de 30% para a nota final. Exame final (Ex), a nota tem um peso de 30% 3) Nota final: Nf = 0.2 MT + 0.2 PB + 0.30 PC + 0.30 EX A nota mínima no exame é de 7.5 valores

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

0.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

O objectivo de Mecânica dos Biofluidos é usar os princípios fundamentais da Mecânica dos Fluidos ( conservação da massa, momentum e energia) para explicar alguns dos mecanismos dos escoamentos biológicos e a sua interligação com os processos fisiológicos. Relevância especial é dada ao sistema cardiovascular em condições saúde ou doença e a propagação de ondas em vasos deformáveis e a sua relação com o escoamento pulsado do sangue. Application examples include segmenting medical images, working out three-dimensional geometries of medical images and performing CFD Computational Fluid Dynamics simulations, using appropriate commercial software in close collaboration with Hospital Santa Maria FMUL.

Programa

Parte 1 Introdução à Mecânica dos Fluidos Mecânica dos fluidos fisiológico Propriedades do fluido, viscosidade, lei de Newton Equações Fundamentais da Mecânica dos Fluidos Camada limite de conceitos laminar e fluxo turbulento, separação do escamento Balanços de massa macroscópicos, balanços de força e balanços de energia mecânica Máquinas e turbomáquinas volumétricas Parte 2 - Propagação de ondas em tubos flexíveis Reologia do sangue Anatomia e fisiologia cardíaca do coração normal Principais patologias cardíacas e fisiopatologia Anatomia e fisiologia normal das artérias e veias e fisiopatologia das principais patologias. Fluxo pulsátil em grandes artérias Distensibilidade arterial e propagação de pulsos Modelos computacionais de circulação Windkessel Modelos de circulação zero-D e 1D Parte 3 - Aplicações Dinâmica computacional de biofluidos e aplicações de imagens segmentadas envolvendo escoamentos em artérias e veias. Tópicos do sistema cardiovascular

Metodologia de avaliação

Mini-Teste (MT): em duas aulas, no inicio de Outubro e de Desembro, com um peso de 20% para a nota final. Problemas : Um conjunto de problemas (PB) a serem resolvidos por um grupo de 4 alunos e terá um peso de 20% para a nota final. Projeto: Projeto computacional (PC) por um grupo de 4 alunos durante a segunda metade do semestre, com uma apresentação final em flash e com um peso de 30% para a nota final. Exame final (Ex), a nota tem um peso de 30% 3) Nota final: Nf = 0.2 MT + 0.2 PB + 0.30 PC + 0.30 EX A nota mínima no exame é de 7.5 valores

Pré-requisitos

Conhecimentos básicos de Mecânica dos Fluidos e de Análise Numerica e de Programação

Componente Laboratorial

As aulas são de laboratório computacional no qual os alunos trabalham com demonstrações e tutoriais de software via licença do programa Star-CCM + (pode haver semestres em que outros pacotes de software são usados, como Comsol ou ANSYS-Fluent). Em segundo lugar, os alunos aprendem praticando como usar o software de segmentação de imagens para obter uma geometria tridimensional do objeto em estudo (por exemplo, artéria com estenose, aneurismas, etc.). Por fim, os alunos realizam a simulação computacional envolvendo malhar eficientemente e análisar os resultados com gráficos ou filmes em 3D a partir dos dados do processamento realizado.

Princípios Éticos

Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Valências de programação em alguns Problemas ( em MatLab) e no projeto computacional estão associadas a cerca de 5% dos ECTS dos conteudos listados na tabela da Componente de Programação e Computação: -Abstração procedimental e abstração de dados. -Operações básicas de uma linguagem de programação -Raciocinio algoritmico -Processos iterativos

Componente de Competências Transversais

Componentes de avaliação contemplam as seguintes competências transversais: -Pensamento Crítico e Inovador ( criatividade, pensamento estratégico, abordagens à resolução de problemas) -Competências Interpessoais (p.e. apresentações orais, competências de comunicação , trabalho em equipa) -Competências Intrapessoais (p.e. autodisciplina, entusiasmo, perseverança motivação, etc.) • Literacia da informação e dos media (incluindo a capacidade para localizar e aceder a informação, bem como para analisar e avaliar os conteúdos da internet)

Bibliografia

Principal

"Biofluid Mechanics: The Human Circulation"

K B. Chandran, A P. Yoganathan, S E. Rittgers

2007

Taylor & Francis Group


"Biofluid Mechanics: An introduction to Fluid Mechanics, Macrocirculation, and Microcirculation"

David A. Rubenstein, Wei Yin and Mary D. Frame

2016

Elsevier


"Biomechanics: circulation"

Y.C. Fung

1996

Springer


"Introductory Biomechanics"

C.R. Ethier and C. A. Simmons

2007

Cambridge texts in Biomedical Engineering