Misją Zakładu Inżynierii Obliczeniowej i Biomedycznej jest kształcenie oraz prowadzenie badań naukowych w zakresie zaawansowanych analiz numerycznych oraz szeroko pojętej inżynierii biomedycznej.
Pracownicy Zakładu w ramach realizowanych prac badawczych są zorientowani na rozwój metod komputerowych oraz ich praktyczne zastosowanie do opracowywania nowatorskich rozwiązań projektowych i technologicznych na poziomie analizy zachodzących zjawisk i procesów w skali nano‑, mikro- i makroskopowym. Różnorodność podejmowanych zagadnień pozwoliła na opracowanie wielu autorskich metod i algorytmów badania konstrukcji, wieloczłonowych układów ciał oraz struktur/mikrostruktur.
W obszarze inżynierii obliczeniowej prowadzone są prace badawcze dotyczące obszarów mechaniki materiałów i konstrukcji, geomechaniki, mechaniki płynów, optymalizacji oraz programowania. W głównej mierze realizowane są zaawansowane badania numeryczne uwzględniające: modelowanie konstytutywne materiałów i biomateriałów, symulacje procesów i zjawisk szybkozmiennych, modelowanie przepływu krwi w naczyniach ludzkich, modelowanie i symulacja struktur komórkowych wykonanych w technologii rapid-prototyping oraz optymalizacji konstrukcji i struktur inżynierskich, a także bioinżynierskich. Dzięki wykorzystaniu wysoko wydajnych klastrów obliczeniowych możliwe jest uzyskanie rozwiązań dla kilku lub nawet kilkudziesięciu milionów zmiennych.
W zakresie inżynierii biomedycznej pracownicy Zakładu koncentrują się głównie na analizie ruchu i pomiarze sił w układzie kostno-stawowo-mięśniowym, pomiarze aktywności mięśni, analizach przepływu krwi oraz badaniu układów i struktur wewnętrznych. Szczególną uwagą otoczone są różnego rodzaju patologie, ich przyczyny, mechanizmy powstawania i rozwoju, a także analiza skutków dla całego organizmu. Dzięki interdyscyplinarnemu podejściu, wiedzy i doświadczeniu w zakresie metod komputerowych
i eksperymentalnych mechaniki, pracownicy Zakładu wspierają powstawanie nowych metod oraz technologii wspierających procesy diagnostyczne i rehabilitacyjno-lecznicze.
Wykorzystywane i rozwijane metody i algorytmy obliczeniowe:
- Metoda Elementów Skończonych (MES),
- Analizy układów wieloczłonowych (Multibody),
- Analizy w zakresie mechaniki płynów CFD (Computational Fluid Dynamics),
- Metody bezsiatkowe SPH (Smoothed Particle Hydrodynamic),
- Metoda elementów dyskretnych DEM (Discrete Element Method).
- Peridynamics,
Realizowane badania eksperymentalne (m.in.):
- Badania aktywacji mięśni (EMG),
- Pomiary i analiza ruchu z wykorzystaniem systemów markerowych i/lub systemów inercyjnych,
- Badania ergonometryczne kończyn górnych i dolnych,
- Badania posturograficzne,
- Analizy chodu oraz biegu,
- Badania z wykorzystaniem platform dynamograficznych (skoki, upadki, chód, bieg),
- Badania z wykorzystaniem wirtualnej rzeczywistości,
- Pomiary geometrii (skand 3D),
- Analizy i pomiary z wykorzystaniem cyfrowej korelacji obrazu,
- Pomiary i badania struktur i mikrostruktur,
- Badania wytrzymałościowe (statyczne i dynamiczne).