澳洲生物力学物理与计算BMEN20001Biomechanical Physics & Computation课程介绍

生物力学物理与计算

BMEN20001

Biomechanical Physics & Computation

学习目标

　　课程内容：

　　生物力学物理与计算课程旨在向学生介绍如何利用计算模型将生物力学物理应用于生物工程研究和工业中的问题。课程将向学生介绍软件编程的重要基础(通过使用MATLAB)和数值方法来解决生物力学方程。课程还将向学生介绍人类运动、软组织力学和细胞力学生物学的相关应用。

　　生物力学物理与计算课程将涵盖以下主题：

　　1、运动学：位移/速度/加速度关系，速度和速率，线速度和角速度。

　　2、力、力矩、自由体图、法向/剪应力和应变。

　　3、材料力学：应力/应变关系、杨氏模量、泊松比。

　　4、牛顿定律。

　　5、推导常微分方程以解决简单的动力学问题：质量和弹簧，钟摆摆动，抛射体运动。

　　6、程序中的数据结构/类型：变量、数字、字符、数组、字符串、浮点、单精度和双精度(指针)。

　　7、编写程序：主程序、函数、程序中变量的范围(整个程序与特定函数的变量)。

　　8、控制结构：if/else，for循环，while循环，do until循环。

　　9、求解线性常微分方程的数值方法。

　　10、数值计算中的近似和误差。

　　学习成果：

　　完成课程学习后，学生应该能够：

　　1、使用牛顿运动定律来分析生物力学应用中的平衡和动力学。

　　2、分析生物材料在不同载荷下的应力和应变。

　　3、使用基本运动学和动力学方程分析人体运动和冲击。

　　4、在MATLAB中读写调试小规模数值程序。

　　5、在MATLAB中将生物力学相关的数学方程转化为计算机程序。

　　6、实施并利用基本的数值方法来求解生物力学方程(如常微分方程)。

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