Program & Downloads for Computational Biomechanics
Detailed Schedule Summer 2018
| No | Day | Date | Topics of Lecture and Laboratory | Lecturer |
|---|---|---|---|---|
| 01 | Mo | 16 Apr | Lec: Intro to Biomechanics; Mechanical Basics 1 | Ulli |
| 02 | Mo | 23 Apr | Lec: Mechanical Basics 2 Lab: Loadcases, Stresses and Strains | Ulli |
| 03 | Mo | 30 Apr | - Moodle Homework - | Ulli |
| 04 | Mo | 07 May | Lec: Material Properties of Biol. Tissues, Intro FEA Lab: Trabecular Bone Structural Model | Ulli |
| 05 | Mo | 14 May | Lec: Forward Dynamics Lab: Forward Dyn., Multi Body Model with ADAMS | Lucas |
| -- | Mo | 21 May | - Pentecost - | --- |
| 06 | Mo | 28 May | Lec: Inverse Dynamics, Muscuoloskelettal Modells Lab: Inverse Dyn. Model with ANYBODY | Lucas |
| 07 | Mo | 04 Jun | Lec: From Clinical Imag Data to FE Model, Part 1 Lab: FE from CT Data | Matze |
| 08 | Mo | 11 Jun | Lec: Bone Remodeling Lab: Remodeling of Trabecular Grid | Martin |
| 09 | Mo | 18 Jun | Lec: Fracture Healing, Part 1 | Martin |
| 10 | Mo | 25 Jun | Lec: Fracture Healing, Part 2 Lab: Healing Simulation Bone Chamber | Martin |
| 11 | Mo | 02 Jul | Lec: Computational Fluid Dynamics Lab: Human Nose Air Flow Simulation | Lucas |
| 12 | Mo | 09 Jul | Lec: From Clinical Imag Data to FE Model, Part 2 Lab: FE from CT Data 2 | Matze |
| - | Mo | 16 Jul | Oral Examinations A, 14:00, Office Simon, UZWR | All |
| - | Do | 19 Jul | Oral Examinations B, 14:00, Office Simon, UZWR | All |
The downloads for 2018 will be updated in time, probably a few minutes bevor the respective lecture/lab date!
Downloads
01: Introduction to Biomechanics and FEA
Lecture Slides: CB-V01-Einf-Mech1-2018.pdf
Lab Exercise: CB-V02-SimpleBone-2018-Lab.pdf
02: Introduction to Biomechanics and FEA 2
Lecture Slides: CB-V02-Einf-Mech2-2018.pdf
Lab Exercise (Fortsetzung): CB-V02-SimpleBone-2018-Lab.pdf
Lecture 3: Intro FEM, Modelling Trabecular Bone
Lecture Slides: CB-Lec03.pdf
Lab (Trabecular Bone Part 1): CB-Lab03.pdf
- Exercise/Introduction into Parametrization: MMSM1-Blatt3.pdf
- Exercise/Introduction into APDL: MMSM1-Blatt7.pdf
- Sample solution (Ansys15-Archive): Trabekel03.wbpz
Lecture 4: Musculoskeletal Systems, Forward vs. Inverse Dynamics; Exercise: Trabecular Bone 2
Lecture Slides: CB-Lec04.pdf
Lab (Trabecular Bone Part 2): CB-Lab04.pdf
Lecture 05: Geometry from Imaging Data - Part I: Imaging Techniques
Lecture Slides (Imaging 1): CB-Lec05.pdf
Lab: Programing the Radon Transformation (Python)
Example CT Data: Skull.jpg
Lecture 06: Geometry from Imaging Data - Part II: Programing Image Filters
Lecture Slides (Imaging 2): CB-Lec06.pdf
Lab: Programing Image Processing Filters
Lecture 7: Bone Remodeling - Biology, Theories, Models
Lecture Slides: CB-Lec07.pdf
Lab: CB-Lab07.pdf
Lecture 8: Fracture Healing I
Lecture Slides: CB-Lec08.pdf
Lab: CB-Lab08.pdf, CB-Lab08-templ.zip
Lecture 09: Computational Fluid Dynamics
Lecture Slides: CB-Lec09.pdf
Lab: CB-Lab09.pdf
Geometry: Nose_Geometry
Lecture 10: Musculoskeletal Systems (Part II); Demonstration of Inverse Dynamics Software Anybody
Lecture Slides: CB-Lec10.pdf
Lab: CB-10LB.pdf
Usefull paper: Analysis of musculoskeletal systems in the AnyBody Modeling System
Preparing for the Examination
Hand in Your Exercise Solutions
You may hand in one (or more) nicely prepared and documented solutions of the lab exercises (per email to all lecturers, a week before the examination) in order to demonstrate that you have completed your homework and to indicate a "preferable" topic to be discussed in the examination. You may work in a team of max. two.
Oral Examination
The oral examination will take place in groups of two students for less than one hour. You should be able to answer questions about the lecture topics and the lab exercises.
Selection of possible exam questions:
- Welche Fragen werden in der Biomechanik mit Hilfe von numerischen Simulationen untersucht? Nenne typische Beispiele
- Wie sind die Elemente des Dehnungstensors definiert?
- Was sagt mir die Von-Mises-Spannung?
- Welche Materialeigenschaften hat Knochen?
- Was ist Relaxation?
- Du sollst mit einer numerischen Simulation vorhersagen, ob ein Zahnimplantat halten wird. Wie gehst Du vor?
- Auf welche Arten wechselwirken Röntgenstrahlen mit Materie?
- Warum sind Knochen auf Röntgenaufnahmen so gut sichtbar?
- Wie arbeitet prinzipell ein CT?
- Auf welchem physikalischem Effekt beruht MRT?
- Welche physikalischen Effekte macht man sich für die Sonographie zunutze?
- Beschreibe zwei beliebige Bild-Segmentierungstechniken!
- Wie funktioniert Marching Cubes?
- Wann und wozu braucht man bei einem invers-dynamischen, muskuloskelettalen Modell eine Optimierung?
- Was steckt anschaulich hinter der Gleichung 2.7 in der Dissertation von Erik Forster?
- Welche Zellen sind am Knochen-Remodeling wie beteiligt?
- Auf welchen Skalen kann man das Knochen-Remodeling Problem betrachten?
- Wie funktioniert indirekte Frakturheilung?
- Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Fuzzy und Boole'scher Logik?
- Beschreiben Sie den Unterschied bei der Formulierung der Knochenheilung zwischen Level-Set und dem ursprünglichen Ulmer Heilungsmodel
- Was ist der Unterschied zwischen einem Modell mit und ohne Turbulenzmodell?