Univerza v Ljubljani
Fakulteta za elektrotehniko
Splet: www.fe.uni-lj.si
Tržaška cesta 25
Ljubljana

Katedra za biomedicinsko tehniko
E-pošta: biomedtech@fe.uni-lj.si

Študijski program
2. stopnje Elektrotehnika

- Brošura biomedicinska tehnika
- Plakat biomedicinska tehnika

Cilj predlaganega predmeta je pridobiti znanje in izkušnje za uporabo numeričnih metod pri reševanju uporabnih problemov iz elektromagnetizma. Pri tem je potrebno pridobiti osnovna znanja, ki so potrebna za numerično reševanje parcialnih diferencialnih enačb ter spoznati možne metode reševanja aplikativnih problemov z numeričnimi metodami. Predmet naj bi pripravil študente na samostojno delo ter na reševanje zahtevnih problemov, ki zahtevajo numerične simulacije, izračune in analize, študent pa bo v okviru projektne naloge spoznal celovit pristop zasnove problema, reševanja in predstavitve rešitve. Prav tako bo poseben poudarek na iskanju inovativnih rešitev ter interdisciplinarnemu pristopu. Vse to naj bi dalo specifična znanja nujna za študente, ki bodo neposredno zaposleni v industriji ter v izobraževalno-raziskovalnih ustanovah na razvojno-raziskovalnih projektih. Pridobljeno znanje je specifično uporabno za bodoče razvojne inženirje, ter inženirje-raziskovalce, ki bodo pri razvoju novih izdelkov in tehnologij naleteli na različne raziskovalne in tehnološke probleme. Končni cilj je, da študent pridobi ustrezne izkušnje in znanja za samostojno reševanje razvojno-raziskovalnih problemov, kar vključuje izbiro ustrezne metode in programske opreme, zasnovo ter reševanje problema, analizo dobljenih rezultatov ter ustrezno predstavitev rezultatov in ugotovitev.

 

Predavanja: Kratek pregled osnovnih enačb matematične fizike iz področja elektromagnetizma, reševanje parcialnih diferencialnih enačb, začetni in robni pogoji, teoretične osnove statičnih, kvazi-statičnih in dinamičnih problemov elektromagnetizma, elektromagnetno (EM) valovanje. Numerično modeliranje - reševanje parcialnih diferencialnih enačb z numeričnimi metodami, osnove metod končnih elementov (FEM) ter metode končnih diferenc (FDM), uporabnost ter pasti numeričnega modeliranja.

 

Laboratorijske vaje: Vodeno reševanje različnih aplikativnih primerov iz elektrotehnike in biomedicine z metodo končnih elementov (program Comsol Multiphysics) ter z metodo končnih diferenc (Epire, Remcom ali Emagware ): elektrostatika, DC, AC – kvazi statični primeri, magnetostatika, sklopljeni problemi – ohmsko segrevanje, sevanje antene, EM valovanje, optimizacija), demonstracija zasnove problema, načrtovanja geometrije, gradnja mreže ter analiza ter validacija dobljene rešitve. Individualno delo: priprava in zagovor projektne naloge – zasnova in rešitev aplikativnega industrijskega ali raziskovalnega problema z uporabo numeričnih metod. Kratke predstavitve projektne naloge drugim študentom bodo namenjene seznanitvi študentov s širokim naborom različnih aplikativnih problemov, z možnimi rešitvami ter uporabnostjo.

Nabor tem za projektne naloge bo vseboval probleme iz različnih področij elektrotehnike in biomedicine.

1. Matematika v Fiziki in tehniki, I. Kuščer, A. Kodre, DFMA, 1994

2. Classical electrodynamics, J.D. Jackson, John Wiley & Sons, 1999

3. Finite Element Analysis - Theory and Practice, Fagan, M.J., Longman, 1992

4. Numerical Methods for Engineers and Scientists, Hoffman, J.D., McGraw-Hill, 1992

5. Comsol Multiphysics - User's Guidebook, Comsol AB., 2004

6. Applied Numerical Methods, S. Chapra, McGraw-Hill, 2005