Гидро-РП-Цатурян Штейн-Введение в биомеханику (1268412)

Наименование и краткое содержание разделов и тем дисциплины (модуля), форма промежуточной аттестации по дисциплине (модулю)

Всего

(часы)

В том числе

Контактная работа (работа во взаимодействии с преподавателем), часы

из них

Самостоятельная работа обучающегося, часы

из них

Занятия лекционного типа

Занятия семинарского типа

Групповые консультации

Индивидуальные консультации

Учебные занятия, направленные на проведение текущего контроля успеваемости коллоквиумы, практические контрольные занятия и др.

Всего

Выполне-ние домашних заданий

Подготовка рефератови т.п..

Всего

Часть 1.

Биологические макромолекулы – ДНК, РНК, белки и их механические свойства.

Понятия о методах описания механических свойств макромолекул: молекулярная динамика, броуновская динамика, анализ собственных колебаний белковых молекул.

Масштабные уровни организации живых организмов. Клетка: ее основные составляющие (мембрана, цитоплазма, цитоскелет). Механические особенности растительных и животных клеток.

Феноменологическая линейная термодинамика необратимых процессов (на примере вязкой теплопроводной сжимаемой жидкости).

Явление осмоса. Элементарная термодинамическая теория полупроницаемой мембраны. Осмотическое давление. Коэффициент отражения.

Понятие ткани. Биоматериалы и биологические жидкости. Основные параметры, характеризующие сплошную среду. Простейшие модели сплошных сред: линейно упругое тело Гука, ньютоновская жидкость. Модель нелинейной вязкой жидкости. Эффект Вейссенберга. Кажущаяся вязкость. Измерение вязкости в вискозиметрах.

Модели вязкоупругих сред. Реологические диаграммы. Дифференциальная и интегральная формы определяющих соотношений. Простейшие модели Фойгта и Максвелла. Трехэлементные модели. Времена релаксации и ретардации.

Тиксотропные жидкости. Вязкопластические жидкости. Модели Бингама и Кессона.

72

36

0

0

0

0

36

0

0

36

Часть 2.

Основные характеристики многофазных и многокомпонентных сред. Классификация многофазных сред. Законы сохранения для отдельных фаз и для среды в целом. Простейшие замыкающие соотношения для силы межфазного взаимодействия.

Модель заполненной жидкостью пористой среды. Закон Дарси.

Кровь: ее состав. Форменные элементы. Экспериментальные подтверждения неньютоновского поведения крови. Масштабные эффекты. Эффект Фареуса–Линдквиста. Вычисление эффективной вязкости для жидкости, текущей в трубе, при наличии пристенного слоя.

Агрегация эритроцитов. Ее механизмы и влияние на эффективную вязкость. Реакция оседания эритроцитов. Задача о расслоении суспензии агрегирующих эритроцитов под действием силы тяжести.

Модель крови как многофазной среды. Механизмы образования пристенного слоя.

Система кровообращения. Распределение гидродинамических параметров в различных отделах кровеносного русла. Сердце как насос.

Влияние входного участка и пульсаций на течение крови в артериях и венах.

Течение крови в сосуде с растяжимой стенкой. Пульсовая волна в артериях. Формула Картевега–Моэнса.

Нелинейные эффекты при течении крови в артериях. Теория звуков Короткова.

Регуляция просвета прекапиллярных сосудов давлением и касательным напряжением. Гидравлические модели течения крови в малых сосудах.

Течение крови и массообмен в кровеносных капиллярах. Постановки задач и основные результаты.

Строение и механические свойства мышц. Гипотеза скользящих нитей. Последовательная и параллельная упругость. Связь сила–скорость (формула Хилла).

Управление сокращениями скелетной и сердечной мышцы. Саркоплазматический ретикулум, кальциевый обмен в мышечных клетках.

Кинетические модели мышечного сокращения. Модели Хаксли (1957) и Хаксли–Симмонса (1971).

Модель мышечной ткани как сплошной среды (модель Усика).

Анизотропия мышц, квазиодномерность мышечной ткани.

72

30

0

2

2

0

34

0

0

36

Промежуточная аттестация: экзамен

ХХХ

Х

2

ХХ

Итого

144

66

0

2

2

2

72

0

0

72

РЕЗУЛЬТАТ ОБУЧЕНИЯ

по дисциплине (модулю)

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТА ОБУЧЕНИЯ

по дисциплине (модулю) и

ШКАЛА оценивания

ПРОЦЕДУРЫ ОЦЕНИВАНИЯ

1

2

3

4

5

З1 (УК-1) Знать методы критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методы генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях

Отсутствие знаний

Фрагментарные знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач

Общие, но не структурированные знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы знания основных методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе междисциплинарных

Сформированные систематические знания методов критического анализа и оценки современных научных достижений, а также методов генерирования новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе междисциплинарных

Индивидуальное собеседование

У1 (УК-1) Уметь анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

Отсутствие умений

Частично освоенное умение анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

В целом успешно, но не систематически осуществляемые анализ альтернативных вариантов решения исследовательских и практических задач и оценка потенциальных выигрышей/проигрышей реализации этих вариантов

В целом успешно, но содержащие отдельные пробелы анализ альтернативных вариантов решения исследовательских задач и оценка потенциальных выигрышей/проигрышей реализации этих вариантов

Сформированное умение анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши реализации этих вариантов

Практические контрольные задания

З1 (ОПК1)

Отсутствие знаний

Фрагментарные представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области биомеханики и смежных областях

Неполные представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области биомеханики и смежных областях

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области биомеханики и смежных областях

Сформированные систематические представления о результатах, проблемах, методах научных исследований в области биомеханики и смежных областях

Индивидуальное собеседование

У1 (ОПК1)

Отсутствие умений

Фрагментарное умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

В целом успешное, но не систематическое умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

В целом успешное, но содержащее отдельные пробелы умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

Сформированное умение разработки и применения методов и алгоритмов научных исследований

Практические контрольные задания

З (ПК-11)-1 Знать основные и специальные разделы биомеханики и биомехатроники, качественные и количественные методы исследования биомеханических и биомехатронных систем, современные тенденции в биомеханике и биомехатронике

Отсутствие знаний

Фрагментарные представления об основных и специальных разделах биомеханики и биомехатроники, о методах исследования биомеханических и биомехатронных систем и о современных тенденциях в биомеханике и биомехатронике

Неполные представления об основных и специальных разделах биомеханики и биомехатроники, о методах исследования биомеханических и биомехатронных систем и о современных тенденциях в биомеханике и биомехатронике

Сформированные, но содержащие отдельные пробелы представления об основных и специальных разделах биомеханики и биомехатроники, о методах исследования биомеханических и биомехатронных систем и о современных тенденциях в биомеханике и биомехатронике

Сформированные систематические представления об основных и специальных разделах биомеханики и биомехатроники, о методах исследования биомеханических и биомехатронных систем и о современных тенденциях в биомеханике и биомехатронике

Индивидуальное собеседование

У (ПК-11)-1 Уметь физически корректно ставить задачи биомеханики и биомехатроники, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о движении сложных биомеханических и биомехатронных систем

Отсутствие умений

Фрагментарное умение физически корректно ставить задачи биомеханики и биомехатроники, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о движении сложных биомеханических и биомехатронных систем

В целом успешное, но не систематическое умение физически корректно ставить задачи биомеханики и биомехатроники, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о движении сложных биомеханических и биомехатронных систем

В целом успешное, но содержащее отдельные пробелы умение физически корректно ставить задачи биомеханики и биомехатроники, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о движении сложных биомеханических и биомехатронных систем

Сформированное умение физически корректно ставить задачи биомеханики и биомехатроники, выбирать методы их анализа и решения, представлять и интерпретировать полученные результаты, давать качественные заключения о движении сложных биомеханических и биомехатронных систем

Практические контрольные задания