ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΘΕΩΡΙΕΣ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

Πληροφορίες Μαθήματος
ΤίτλοςΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΘΕΩΡΙΕΣ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ / MODELS AND THEORY OF MOLECULAR AND ATOMIC PROCESSES
ΚωδικόςMΝΝ216
ΣχολήΘετικών Επιστημών
ΤμήμαΦυσικής
Κύκλος / Επίπεδο2ος / Μεταπτυχιακό
Περίοδος ΔιδασκαλίαςΕαρινή
Γνωστικό ΑντικείμενοΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ
ΚοινόΌχι
ΚατάστασηΕνεργό
Course ID40002895

Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ Νανοεπιστήμες & Νανοτεχνολογίες (2007-2018)

Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
ΚατεύθυνσηΤύπος ΠαρακολούθησηςΕξάμηνοΈτοςECTS
ΚορμόςΕπιλογής Β217,5

Πληροφορίες Τάξης
ΤίτλοςΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΘΕΩΡΙΕΣ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΑΤΟΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ
Ακαδημαϊκό Έτος2018 – 2019
Περίοδος ΤάξηςΕαρινή
Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ
Διδάσκοντες άλλων Κατηγοριών
  • Milan Damnjanovic
Ώρες Εβδομαδιαία3
Class ID
600133620
Τύπος Μαθήματος
  • Επιστημονικής Περιοχής
Κατηγορία Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Γλώσσα Διδασκαλίας
  • Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Γίνεται χρήση ετοίμων υπολογιστικών προγραμμάτων και οι φοιτητές στο τέλος της εκπαιδευτικής διαδικασίας γνωρίζουν τον τρόπο που επιλύονται προβλήματα υπολογιστικής αιμοδυναμικής στα αγγεία. Την επιτυχή έκβαση της εκπαιδευτικής διαδικασίας οι φοιτητές την ολοκληρώνουν με την παρουσίαση εκτεταμένου report σε άυλη αλλά και σε έντυπη μορφή. α) Μαθαίνουν πώς να χρησιμοποιούν ένα πρόγραμμα Υπολογιστικής Μηχανικής Ρευστών, β) Εισάγουν δεδομένα σε μορφή cpp και ελέγχουν τα δεδομένα εισόδου. γ) Πυκνώνουν τα υπολογιστικά δίκτυα κατά το δοκούν, δ) Ελέγχουν την λύση του προβλήματος, ε) Παρουσιάζουν το όλο πρόβλημα σε μορφή κειμένου.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Τεχνικές προσομοίωσης. Monte-Carlo και Moriaki Dinamiki. Στατιστικά σύνολα. Αλγόριθμος Metropolis. Προβλήματα Φυσικής με τεχνικές προσομοίωσης: Διάχυση, τυχαίες διαδρομές, κινητική, fractals. Συναρτήσεις κατανομών, συναρτήσεις συσχετισμού. Αριθμητικές προσωμοιώσεις στα νανουλικά με τεχνικές και θεωρία όπως Density functional theories (DTF) για Ab initio υπολογισμούς, Tight-binding approximation (TBA) κατάλληλη για επέκταση για ημι-άπειρα κρυσταλλικά συστήματα. Προσέγγιση Born-Οppenheimer - Eπιφάνεια δυναμικής ενέργειας αντιδρώντων μορίων - Συναρτήσεις επιμερισμού - Θεωρία της μεταβατικής κατάστασης (Τ.S.T.) - Φαινόμενα μεταφοράς - Xημικές αντιδράσεις ελεγχόμενες μερικώς από τη διάχυση - Θεωρία Κramers - Οξειδο-αναγωγικές χημικές αντιδράσεις, Θεωρία Μarcus - Eπίδραση του φαινομένου σήραγγος στις χημικές αντιδράσεις - Κινητικό ισοτοπικό φαινόμενο - Εισαγωγή στη Femto-Xημεία. Το μάθημα αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στην επιστήμη της Βιοιατρικής Μηχανικής και πιο συγκεκριμένα στην Υπολογιστική Καρδιαγγειακή Μηχανική. Γίνεται χρήση της Μηχανικής των Ρευστών. Αναλύονται οι μηχανικοί παράγοντες που επηρεάζουν την παθογένεια των αγγείων του αγγειακού συστήματος του ανθρώπου με κύρια έμφαση την τοιχωματική διατμητική τάση. Δίνονται διάφορες εφαρμογές για την επίλυση προβλημάτων Καρδιαγγειακής Μηχανικής.
Λέξεις Κλειδιά
Υπολογιστική Μηχανική Ρευστών, Καρδιαγγειακή Μηχανική, Αγγειακό σύστημα, Τοιχωματική διατμητική τάση
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
  • Σημειώσεις
  • Διαφάνειες
  • Πολυμεσικό υλικό
  • Βιβλίο
Οργάνωση Μαθήματος
ΔραστηριότητεςΦόρτος ΕργασίαςECTSΑτομικάΟμαδικάErasmus
Εργαστηριακή Άσκηση80,3
Διαδραστική διδασκαλία στο Υπολογιστικό Κέντρο100,3
Συγγραφή εργασίας / εργασιών20,1
Σύνολο200,7
Βιβλιογραφία
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Glagov S: Hemodynamic risk factors: Mechanical stress, mural architecture, medial nutrition and the vulnerability of arteries to atherosclerosis. In Wissler, RW and Geer JC (eds): The Pathogenesis of Atherosclerosis. Baltimore, Williams and Wilkins, 1972, p 164. 2. Asakura T, Karino T. Flow patterns and spatial distribution of atherosclerotic lesions in human coronary arteries. Circ Res 1990 Apr; 66(4):1045-66. 3. Gimbrone MA Jr, Resnick N, Nagel T, Khachigian LM, Collins T, Topper JN. Hemodynamics, endothelial gene expression, and atherogenesis. Ann N Y Acad Sci 1997 Apr 15; 811:1-10; discussion 10-1 4. Fry DL. Acute vascular endothelial changes associated with increased blood velocity gradients. Circ Res 1968 Feb; 22(2):165-97. 5. Caro CG, Fitz-Gerald JM, Schroter RC. Atheroma and arterial wall shear. Observation, correlation and proposal of a shear dependent mass transfer mechanism for atherogenesis. Proc R Soc Lond B Biol Sci 1971 Feb 16; 177(46): 109-59 6. Glagov S, Zarins C, Giddens DP, Ku DN. Hemodynamics and atherosclerosis. Insights and perspectives gained from studies of human arteries. Arch Pathol Lab Med 1988 Oct; 112(10): 1018-31 7. Zarins CK, Giddens DP, Bharadvaj BK, Sottiurai VS, Mabon RF, Glagov S. Carotid bifurcation atherosclerosis. Quantitative correlation of plaque localization with flow velocity profiles and wall shear stress. Circ Res 1983 Oct; 53(4): 502-14 8. Thubrikar MJ, Robicsek F. Pressure-induced arterial wall stress and atherosclerosis. Ann Thorac Surg 1995 Jun; 59(6): 1594-603. 9. G.D. Giannoglou, J.V. Soulis, T.M. Farmakis, G.E. Louridas. Computational fluid dynamics analysis in a coronary artery bifurcation stenosis model. In Navarro-Lopez (ed): “XXI st Congress of the European Society of Cardiology, August 28 – September 1, 1999”. Bologna-Italy 1999. Monduzzi Editore, pp 409-413. 10. Ku DN, Giddens DP, Zarins CK, Glagov S. Pulsatile flow and atherosclerosis in the human carotid bifurcation. Positive correlation between plaque location and low oscillating shear stress. Arteriosclerosis 1985 May-Jun; 5(3): 293-302. 11. Salzar RS, Thubrikar MJ, Eppink RT. Pressure-induced mechanical stress in the carotid artery bifurcation: a possible correlation to atherosclerosis. J Biomech. 1995 Nov; 28(11): 1333-40. 12. Robicsek F, Thubrikar MJ. The freedom from atherosclerosis of intramyocardial coronary arteries: reduction of mural stress--a key factor. Eur J Cardiothorac Surg. 1994; 8(5): 228-35. 13. G.D. Giannoglou, J.V. Soulis, T.M. Farmakis, D.M. Farmakis, G.E. Louridas. Coronary Vessel Wall Thickening in Relation to Velocity and Viscosity Distribution. Computers in Cardiology 2000; 27: 683-686 14. T.M. Farmakis, J.V. Soulis, G.D. Giannoglou, G.A. Giannakoulas, G.J. Zioupos, G.E. Louridas. Do spatial wall shear stress gradients affect left coronary atherosclerosis location? Eur Heart J. 2002; 23:686 15. T.M. Farmakis, J.V. Soulis, G.D. Giannoglou, G.E. Louridas. Does wall shear stress correlate to wall shear stress gradient in left coronary artery tree? Implications to atherogenesis. Eur Heart J. 2003; 24:328 16. Giannoglou GD, Soulis JV, Farmakis TM, Farmakis DM, Louridas GE. Haemodynamic factors and the important role of local low static pressure in coronary wall thickening. Int J Cardiol. 2002 Nov; 86(1):27-40. 17. Modeling in biomedical research: An assessment of current and potential approaches. NIH Technol. Assess Statement Online 1989 May 1-3; (4):19. 18. Computers in Cardiology. Δικτυακός τόπος, URL: http://www.cinc.org 19. The Working Group “Computers in Cardiology” of the European Society of Cardiology. Δικτυακός τόπος: http://www.escardio.org/WG15/ 20. Σούλης ΙΒ. Υδραυλική κλειστών αγωγών. Ξάνθη. 2000. 21. Σούλης ΙΒ. Υπολογιστική Μηχανική Ρευστών. Ξάνθη. 2004 22. Ζιούπος ΓΙ. Υπολογιστική ανάλυση 2D και 3D σταθερής και ασταθούς στρωτής ροής σε κλειστούς αγωγούς. Μεταπτυχιακή διατριβή. Τομέας Υδραυλικής Μηχανικής. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών. Πολυτεχνική Σχολή. Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης. Ξάνθη. 2003 23. Argyris J, Kesley S. Energy theorems and Structural Analysis. London. Butterworth Scientific Publications, 1960. 24. Martin HC. Introduction to Matrix Methods of Structural Analysis. New York. McGraw-Hill, 1966. 25. Martin HC, Carey GF. Introduction to Finite Element Analysis. New York. McGraw-Hill, 1973. 26. Robinson J. Early FEM Pioneers. London. Pitman Press, 1985. 27. Burnett DS. Finite Element Analysis. Reading, Massachusetts. Addison-Wesley, 1987. 28. Kleinstreuer C. Engineering Fluid Dynamics. An Interdisciplinary Systems Approach. Cambridge University Press, 1997. 29. Giannoglou GD, Soulis JV, Farmakis TM, Farmakis DM, Louridas GE. Near wall viscosity distribution between inner and outer right coronary artery wall. In: Lewis BS, Halon DA, Flugelman MY, Touboul P, editors, Proceedings of the 3rd International Congress on Coronary Artery Disease. Coronary Artery Disease, Prevention to Intervention. Monduzzi Editore-International Proceedings Division. Bologna-Italy 2000, pp. 221-6. 30. Giannoglou GD, Soulis JV, Farmakis TM, Farmakis DM, Louridas GE. Shear stress distribution between inner and outer right coronary artery wall at resting conditions. Eur Heart J 1999; 20(Abstr Suppl):646. 31. Slager CJ, Wentzel JJ, Schuurbiers JC, Oomen JA, Kloet J, Krams R, von Birgelen C, van der Giessen WJ, Serruys PW, de Feyter PJ. True 3-dimensional reconstruction of coronary arteries in patients by fusion of angiography and IVUS (ANGUS) and its quantitative validation. Circulation. 2000 Aug 1; 102(5):511-6. 32. Davids N. Finite element methods of studying mechanical factors in blood flow. Neurol Res. 1981; 3(1):83-105. 33. Satcher RL Jr, Bussolari SR, Gimbrone MA Jr, Dewey CF Jr. The distribution of fluid forces on model arterial endothelium using computational fluid dynamics. J Biomech Eng. 1992 Aug; 114(3): 309-16. 34. Nerem RM. Vascular fluid mechanics, the arterial wall, and atherosclerosis. J Biomech Eng. 1992 Aug; 114(3): 274-82 35. Gertz SD, Roberts WC. Hemodynamic shear force in rupture of coronary arterial atherosclerotic plaques. Am J Cardiol 1990 Dec 1; 66(19):1368-72. 36. Xu XY, Collins MW. A review of the numerical analysis of blood flow in arterial bifurcations. Proc Inst Mech Eng [H]. 1990; 204(4):205-16. 37. Loree HM, Kamm RD, Atkinson CM, Lee RT. Turbulent pressure fluctuations on surface of model vascular stenoses. Am J Physiol. 1991 Sep; 261(3 Pt 2): H644-50. 38. Yamaguchi T. A computational fluid mechanical study of blood flow in a variety of asymmetric arterial bifurcations. Front Med Biol Eng. 1993; 5(2):135-41. 39. Ilegbusi OJ, Hu Z, Nesto R, Waxman S, Cyganski D, Kilian J, Stone PH, Feldman CL. Determination of Blood Flow and Endothelial Shear Stress in Human Coronary Artery in Vivo. J Invasive Cardiol. 1999 Nov; 11(11):667-674. 40. Van Langenhove G, Wentzel JJ, Krams R, Slager CJ, Hamburger JN, Serruys PW. Helical velocity patterns in a human coronary artery: a three-dimensional computational fluid dynamic reconstruction showing the relation with local wall thickness. Circulation. 2000 Jul 18; 102(3):E22-4. 41. Wentzel JJ, Gijsen FJ, Stergiopulos N, Serruys PW, Slager CJ, Krams R. Shear stress, vascular remodeling and neointimal formation. J Biomech. 2003 May; 36(5):681-8. 42. Lee RT, Kamm RD. Vascular mechanics for the cardiologist. J Am Coll Cardiol 1994 May; 23(6): 1289-95.
Τελευταία Επικαιροποίηση
19-08-2013