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Cabecera del curso Introducción al Análisis Funcional a Través de la Simulación Computacional. Modelado Digital y Análisis de Elementos Finitos Aplicado a Biociencias - 3ª Edición

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Cartel del Curso

Introducción al Análisis Funcional a Través de la Simulación Computacional. Modelado Digital y Análisis de Elementos Finitos Aplicado a Biociencias

 

El Análisis de Elementos Finitos (FEA) es una gran herramienta para los biólogos, paleontólogos, médicos, dentistas, veterinarios y otras especialidades en las que los investigadores se enfrentan a preguntas sobre la biomecánica de los organismos (tanto vivos como extintos). Elementos como el hueso, el exoesqueleto de artrópodos, conchas de moluscos, o los tallos y hojas de las plantas se pueden analizar utilizando esta técnica. FEA es una técnica de modelado no invasivo que se basa en un análisis numérico con el principio de la división de un sistema en un número finito de elementos discretos donde se aplican las ecuaciones. Aunque el análisis estático y dinámico se puede resolver utilizando FEA, en este curso se cubrirá solamente el análisis estático.

En este curso se realizará una introducción al análisis de elementos finitos para el modelado de estructuras biológicas. Se abarcarán todas las etapas implicadas en FEA (análisis estático) a partir de la creación o reconstrucción del modelo, la forma de definir las propiedades del material de las estructuras biológicas, el uso de una constante de métodos de generación de malla y, por último, cómo entender los resultados obtenido en una simulación computacional.

Después de la introducción teórica se analizarán modelos de elementos finitos a partir de información en 3D de elementos esqueléticos (hueso). La primera parte práctica del curso se centrará en la reconstrucción de imágenes médicas del modelo. La segunda parte consistirá en un ejemplo biológico donde se aplicarán los contenidos teóricos y se discutirán preguntas clave como el tamaño de malla, las condiciones de contorno, las fuerzas aplicadas, escalado de modelos o singularidades numéricas.



Profesores:

Dr. Josep Fortuny profesor en Transmitting Science
Dr. Josep Fortuny

(Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) y Universitat Politècnica de Catalunya, España).
Dr. Jordi Marcé-Nogué profesor en Transmitting Science
Dr. Jordi Marcé-Nogué
(Universitat Politècnica de Catalunya e Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP), España).



Comité organizador:

Dra. Soledad De Esteban-Trivigno comisaria organizadora en Transmitting Science
Dra. Soledad De Esteban-Trivigno

(Transmitting Science, España).
Dra. Paula González comisaria organizadora en Transmitting Science
Dra. Paula González
(Universidad Nacional de La Plata, CONICET, Argentina).



Requisitos:

Graduado o postgraduado en cualquier grado de ciencias, conocimientos básicos de estadística y de informática.

Los participantes deberán traer sus propias computadoras portátiles con los siguientes requisitos mínimos: Windows, CoreI5 o equivalente, 4 GB RAM, 1 GB de memoria dedicada a la tarjeta gráfica, 20 GB de espacio disponible en el disco duro. Al comienzo del curso se instalarán en las computadoras portátiles de cada participante licencias temporales de Rhinoceros, Avizo y ANSYS (en el caso de ANSYS se dispondrá de una licencia por cada dos alumnos, por lo que estas prácticas se realizarán en pareja). Si desea asistir pero no dispone de una computadora portátil que cumpla estas especificaciones, por favor contacte con nosotros en cursos@transmittingscience.org.



Lengua:

Español.



Lugar:

Edificio del CONICET - Centro Científico Tecnológico (CCT) La Plata, Calle 8, nº 1467, B1904CMC La Plata, Buenos Aires (Argentina).



Programa:

- Introducción al Análisis de Elementos Finitos (FEA):

Modelo teórico, características y procedimiento.

- Mecánica de medios continuos básica:

Tensiones, desplazamientos, deformaciones, ecuaciones constitutivas y criterios de rotura en materiales elásticos.

- Aproximación teórica al mallado:

Tipos de malla. Generación de malla. ¿Cómo evaluar una malla (Calidad y fiabilidad)? Recomendaciones para una buena práctica.

- Propiedades del material:

Definición y propiedades biomecánicas del hueso para utilizar en FEA.

- Reconstrucción de modelos 3D:

Reconstrucción de las estructuras tridimensionales biológicas. Desde el objeto real al modelo 3D. ¿Qué es un CT-Scan? DICOM y otros archivos de formato. Modelado 3D. Generación de archivos STL. Preparación y reconstrucción de modelos tridimensionales para ser analizados en los paquetes de FEA. Técnica y práctica de modelos 3D de elementos finitos.

- Claves en el pre-proceso y post-proceso:

Asignación de condiciones de contorno en modelos 3D (músculos, inserciones musculares y análogos), definición de las propiedades del material. Interpretación de los resultados. Implicaciones biológicas.

 

Literatura:

- Rayfield EJ (2007) Finite Element Analysis and Understanding the Biomechanics and Evolution of Living and Fossil Organisms. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 35 (1): 541-576.

- Kupczik K (2008) Virtual biomechanics basic concepts and technical aspects of finite element analysis in vertebrate morphology. Journal of Anthropological Sciences, 86: 193-198.

- Moazen M, Curtis N, O’Higgins P, Jones MEH, Evans SE, Fagan MJ (2009) Assessment of the role of sutures in a lizard skull a computer modelling study. Proceedings of the Royal Society B, 276: 39-46.

- Dumont ER, Grosse IR, Slater GJ (2009) Requirements for comparing the performance of finite element models of biological structures. Journal of theoretical biology, 256 (1): 96-103.

- Fletcher TM, Janis CM, Rayfield EJ (2010) Finite Element Analysis of Ungulate Jaws: Can mode of digestive physiology be determined? Palaeontologica Electronia, 13 (3).

- Marcé-Nogué J, Fortuny J, Gil L, Galobart A (2011) Using Reverse Engineering to Reconstruct Tetrapod Skulls and Analyse its Feeding Behaviour, in Topping BHV, Tsompanakis Y, eds. Proceedings of the Thirteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing. Civil-Comp Press, Stirlingshire, United Kingdom, Paper 237 (pp. 1-12).

- Bright JA, Rayfield EJ (2011) The response of cranial biomechanical finite element models to variations in mesh density. The Anatomical Record, 294: 610-620.

- Fortuny J, Marcé-Nogué J, De Esteban S, Gil LL, Galobart A (2011) Temnospondyli bite club: Ecomorphological patterns of the most diverse group of early tetrapods. Journal of Evolutionary Biology, 24 (9): 2040-2054.

- Fortuny J, Marcé-Nogué J, Gil LL, Galobart A (2012) Skull Mechanics and the Evolutionary Patterns of the Otic Notch Closure in Capitosaurs (Amphibia: Temnospondyli). The Anatomical Record, 295 (7): 1134-1146.

- Lee HH (2012) Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 14, SDC Publications.

- Lawrence KL (2012) ANSYS Workbench Tutorial Release 14, SDC Publications.

- Marcé-Nogué J, DeMiguel D, Fortuny J, De Esteban-Trivigno S, GIl L (2013) Quasi-homothetic transformation for comparing the mechanical performance of planar models in biological research. Palaeontologia Electronica, 16: 15p. http://palaeo-electronica.org/content/2013/468-quasihomothetic-transformation.

- Reddy JN, An Introduction to Continuum Mechanics, Texas A & M University.

- Morris A, A Practical Guide to Reliable Finite Element Modelling, John Wiley & Sons.



Horas lectivas:

60 horas: 40 horas presenciales más 20 horas no presenciales dedicadas a la lectura antes del curso de la literatura recomendada por los profesores.



Horario:

Del lunes 9 al viernes 13 de marzo de 2015:

De 9:00 a 13:00 Clase.
De 14:00 a 18:00 Clase.

  • Habrá dos pausas para el café todos los días, cada una a mitad de cada clase.



Testimonios:

A continuación encontrará algunos testimonios de antiguos participantes en ediciones anteriores de este curso:

- “The FEA courses give an elementary introduction to this complex and interdisciplinary research field, and offer the possibility to learn to use sophisticated software under instruction (in a very pleasant atmosphere), which is always much easier than doing it by oneself. The courses are also a good opportunity to meet students working on related topics, who often face similar problems – a perfect basis to find solutions together and get into contact with (future) colleagues from around the world. Furthermore, the attendance of the FEA courses was really helpful for me because I met experienced instructors and had the chance to discuss my projects and optimize my work flow.”
Janina Dynowski, Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Alemania (1ª Edición).

- “A really useful course! Everything explained by the instructors is also practiced during the classes so you can apply it afterwards for your own data. Moreover, the instructors are always willing to answer any question you have about the lessons and about how to build and process your models. The organisation of the course is also an additional point because you don’t need to be worried about anything (technically and personally).”
Marta Pina, Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP), España (1ª Edición).



Número de plazas:

La capacidad del curso es de 40 participantes, que se ocuparán por estricto orden de inscripción.



Matrícula:

Precio reducido hasta el 15 de diciembre de 2014: 270 €. Precio completo a partir del 16 de diciembre de 2014: 380 €. El precio incluye el material del curso y los cafés.

Se reservan 10 plazas para estudiantes de postgrado de cualquier universidad argentina al precio reducido hasta el 15 de diciembre de 2014 de 2.900 $a, y al precio completo a partir del 16 de diciembre de 2014 de 4.060 $a; que se ocuparán por estricto orden de inscripción. Para solicitar una de estas plazas, cuando se inscriba en el curso, debe indicarlo en el campo “Comentarios” del Formulario de Inscripción que aparece debajo.

Los antiguos participantes tendrán un 5% de descuento* sobre el precio actual del curso.

Ofrecemos la posibilidad de pagar en dos plazos (contáctenos en cursos@transmittingscience.org).

Para realizar la inscripción debe rellenar el Formulario de Inscripción que aparece debajo; confirmaremos su aceptación por e-mail. Este curso se realizará sólo si se ocupan al menos el 50% de las plazas.

 

Política de cancelaciones:

Las cancelaciones por parte de los participantes hasta 20 días antes de la fecha de inicio del curso, tendrán un cargo por cancelación del 30% de la matrícula. Para cancelaciones posteriores o no asistencia, se cargará la matrícula completa del curso.

Si Transmitting Science debe cancelar el curso debido a circunstancias imprevistas fuera del control de Transmitting Science, los participantes tendrán derecho al reembolso total de la matrícula; o esta matrícula podrá ser guardada para un curso / workshop futuro. Transmitting Science no se responsabilizará de los de gastos de viaje, o de cualquier otro gasto incurrido por los participantes debidos a dicha cancelación. Transmitting Science hará todo lo posible para evitar cualquier cancelación.



Financiación:

Desafortunadamente no hay becas internas disponibles para este curso. Sin embargo, se ofrecen algunos descuentos a los participantes que pertenezcan a alguna de las Asociaciones, Instituciones o Universidades que se detallan aquí. Si le corresponde beneficiarse de alguno de estos descuentos, por favor indique el nombre de su Asociación, Institución o Universidad en el campo “Comentarios” del Formulario de Inscripción que aparece debajo. Para obtener información sobre Ayuda Financiera Externa, por favor consulte el enlace.

Los miembros de la Asociación Paleontológica Argentina (APA) y de la Sociedad Argentina para el Estudio de los Mamíferos (SAREM) tienen derecho a un 20% de descuento* sobre la matrícula del curso.



Contacto:

Para cualquier información adicional: cursos@transmittingscience.org.



Organizadores:

Transmitting Science Logo Instituto de Genética Veterinaria (IGEVET)-CONICET Logo



Colaboradores:

Sociedad Argentina para el Estudio de los Mamíferos (SAREM) Logo Asociación Paleontológica Argentina (APA) Logo
Colegio Oficial de Biólogos de Castilla y León Logo Colegio Oficial de Biólogos de Euskadi Logo Colexio Oficial de Biólogos de Galicia Logo
Col·legi Oficial de Biòlegs de la Comunitat Valenciana Logo European Association of Vertebrate Palaeontologists (EAVP) Logo



Patrocinadores:

Visualization Sciences Group Logo ANSYS Logo Rhinoceros Logo
Laboratorio de Ingenieria Dimensional Logo Geomagic Logo



Formulario de Inscripción

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Donaciones para Becas

  • Aceptamos donaciones. Están completamente dedicadas a apoyar a estudiantes sin recursos económicos para que puedan compensar los gastos de participación en nuestros cursos y workshops. Más información sobre las donaciones y sobre nuestra política de transparencia aquí.
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* Los descuentos no son acumulativos; aplicándose, en cualquier caso, el de mayor cuantía.