Modélisation 3D par la méthode des éléments finis du fémur humain

Modélisation 3D par la méthode des éléments finis du fémur humain PDF Author: Béatrice Couteau
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Modélisation 3D par la méthode des éléments finis du fémur humain

Modélisation 3D par la méthode des éléments finis du fémur humain PDF Author: Béatrice Couteau
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Finite Element Method Simulation of 3D Deformable Solids

Finite Element Method Simulation of 3D Deformable Solids PDF Author: Eftychios Sifakis
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3031025857
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 57

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This book serves as a practical guide to simulation of 3D deformable solids using the Finite Element Method (FEM). It reviews a number of topics related to the theory and implementation of FEM approaches: measures of deformation, constitutive laws of nonlinear materials, tetrahedral discretizations, and model reduction techniques for real-time simulation. Simulations of deformable solids are important in many applications in computer graphics, including film special effects, computer games, and virtual surgery. The Finite Element Method has become a popular tool in many such applications. Variants of FEM catering to both offline and real-time simulation have had a mature presence in computer graphics literature. This book is designed for readers familiar with numerical simulation in computer graphics, who would like to obtain a cohesive picture of the various FEM simulation methods available, their strengths and weaknesses, and their applicability in various simulation scenarios. The book is also a practical implementation guide for the visual effects developer, offering a lean yet adequate synopsis of the underlying mathematical theory. Chapter 1 introduces the quantitative descriptions used to capture the deformation of elastic solids, the concept of strain energy, and discusses how force and stress result as a response to deformation. Chapter 2 reviews a number of constitutive models, i.e., analytical laws linking deformation to the resulting force that has successfully been used in various graphics-oriented simulation tasks. Chapter 3 summarizes how deformation and force can be computed discretely on a tetrahedral mesh, and how an implicit integrator can be structured around this discretization. Finally, chapter 4 presents the state of the art in model reduction techniques for real-time FEM solid simulation and discusses which techniques are suitable for which applications. Topics discussed in this chapter include linear modal analysis, modal warping, subspace simulation, and domain decomposition.

Amélioration Des Techniques de Génération de Maillages 3D Des Structures Anatomiques Humaines Pour la Méthode Des Éléments Finis

Amélioration Des Techniques de Génération de Maillages 3D Des Structures Anatomiques Humaines Pour la Méthode Des Éléments Finis PDF Author: Claudio Lobos Yanez
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Languages : en
Pages : 0

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The Finite Element Method (FEM) is probably the most used strategy to simulate physical phenomena in a domain. The method needs a subdivision of the domain into simpler geometrical structures. This subdivision is known as a mesh. The numerical solution computed by the FEM directly depends on the employed mesh. In the medical field, the domains to simulate are complex geometries. Due to this complexity, it is preferred to use Registration Methods (RMs) to produce the mesh of the domain to be simulated. The RMs are a family of strategies that “adapt” a predefined mesh (the atlas) to patient data in order to represent the target domain. A RM reallocates the nodes of the atlas without changing the topology of it. Unfortunately, the RMs don't consider element information; therefore it is possible to produce invalid and poor quality elements. This thesis proposes reparation methods to achieve validity and improve the quality of the elements in the mesh after registration. Results are presented for femur and face model. The most important limitation of RMs is that sometimes the focus of the simulation is given on a particular region. An example of this is the brain tumor resection surgery. In this case, a mesh with higher density of nodes is needed on the region between the opening skull point and the location of the tumor. It is on this region where the simulation must be more precise. Unfortunately an “atlas” mesh cannot be produced for each single case. Therefore a mesh generation technique with region refinement is also proposed on this thesis. Results are shown over neurosurgery.

MODELISATION 3D PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS D'UNE ARTICULATION SCAPULO-HUMERALE. APPLICATION A L'ETUDE DES CONTRAINTES SUR UNE EPAULE SAINE ET AVEC DIFFERENTS TYPES DE GLENES PROTHETIQUES

MODELISATION 3D PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS D'UNE ARTICULATION SCAPULO-HUMERALE. APPLICATION A L'ETUDE DES CONTRAINTES SUR UNE EPAULE SAINE ET AVEC DIFFERENTS TYPES DE GLENES PROTHETIQUES PDF Author: CHRISTOPHE.. BAREA
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Languages : fr
Pages : 214

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UN RECENT CONSENSUS AFFIRME QUE LA GLENE PROTHETIQUE PRESENTE UN ROLE IMPORTANT DANS LA SURVIE D'UNE PROTHESE TOTALE D'EPAULE. MALGRE UN FAIBLE TAUX DE REVISION, DE NOMBREUSES RADIOGRAPHIES MONTRANT DES PERTES OSSEUSES OU DES DEMINERALISATIONS POSENT LE PROBLEME DE LA DUREE DE VIE A LONG TERME DE LA FIXATION DE L'IMPLANT DANS L'OS. CECI DEMONTRE LA NECESSITE DE DEVELOPPER UN IMPLANT ABOUTISSANT A UNE STABILITE DE L'INTERFACE PROTHESE-OS AVEC UN REMODELAGE A LONG TERME DE L'OMOPLATE. L'OBJECTIF DE NOTRE ETUDE CONSISTE A ANALYSER LE COMPORTEMENT BIOMECANIQUE DE L'EPAULE HUMAINE SAINE ET PROTHESEE. UNE TECHNIQUE ULTRASONORE NOUS A PERMIS DE DETERMINER UN ATLAS DES PROPRIETES MECANIQUES ANISOTROPES DE L'OS SPONGIEUX GLENOIDIEN A PARTIR DE 11 PAIRES OMOPLATES CADAVERIQUES. CES DONNEES ONT ETE INTEGREES DANS LES MODELISATIONS NUMERIQUES DES MODELES ELEMENTS FINIS TRIDIMENSIONNELS ONT ETE DEVELOPPES A PARTIR DE COUPES TOMODENSITOMETRIQUES. PAR LA SUITE, DES CALCULS LINEAIRES ET NON-LINEAIRES ONT ETE EFFECTUES. DES ETUDES EXPERIMENTALES IN VITRO ONT ETE EFFECTUEES PERMETTANT DE VALIDER LES RESULTATS DES CALCULS NUMERIQUES. AINSI, CES ETUDES NOUS ONT APPORTE DE NOUVEAUX ELEMENTS POUR UNE MEILLEURE COMPREHENSION DES PROBLEMES POSES PAR LA FIXATION DES PROTHESES D'EPAULE.

MODELISATION DE LA DEFORMATION DU FEMUR, AVANT ET APRES IMPLANTATION DE PROTHESES DE HANCHE CIMENTEES, ANALYSE NUMERIQUE PAR ELEMENTS FINIS, ET PROPOSITION D'UN MODELE MATHEMATIQUE

MODELISATION DE LA DEFORMATION DU FEMUR, AVANT ET APRES IMPLANTATION DE PROTHESES DE HANCHE CIMENTEES, ANALYSE NUMERIQUE PAR ELEMENTS FINIS, ET PROPOSITION D'UN MODELE MATHEMATIQUE PDF Author: NADER.. ARAFATI
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Languages : fr
Pages : 292

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LA MORPHOLOGIE DU FEMUR EST COMPLEXE ET LA MODELISATION DE DEFORMATION NECESSITE DES SIMPLIFICATIONS. LA CONSTRUCTION DES MODELES GEOMETRIQUES EST SOUVENT BASEE SUR LES IMAGES SCANNER EN COUPES TRANSVERSALES. LA SEPARATION DE L'OS CORTICAL ET DE L'OS SPONGIEUX RESTE UN PROBLEME MAJEUR, PEU DEVELOPPE DANS LA LITTERATURE. NOUS AVONS CONSTRUIT DES MAILLAGES D'UN FEMUR ISOLE ET IMPLANTE AVEC DES PROTHESES CIMENTEES, AVEC ET SANS COLLERETTE. LA REALISATION DU MAILLAGE EST UN PROCEDE COMPLIQUE ET LONG. IL EST PRATIQUEMENT IMPOSSIBLE DE LE REPETER POUR CHAQUE INDIVIDU. LE COMPORTEMENT MECANIQUE DE TOUS LES MATERIAUX EST CONSIDERE COMME LINEAIRE ELASTIQUE. L'ANALYSE PAR ELEMENTS FINIS DES MODELES OBTENUS A ETE REALISEE POUR UNE POSITION UNIPODALE CLASSIQUE. NOUS AVONS EGALEMENT ETUDIE LE PHENOMENE DE L'ANTEVERSION. AFIN DE POUVOIR ETUDIER LES PARAMETRES AFFECTANT LES CONTRAINTES DES ELEMENTS CONSTITUTIFS DU FEMUR ISOLE OU IMPLANTE, NOUS AVONS DECRIT DES MODELES ANALYTIQUES ORIGINAUX EN 3D PAR UN ENSEMBLE DE N PIECES DIFFERENTES AXI-SYMETRIQUES ET NON-SYMETRIQUES LINEAIRES ELASTIQUES. CE MODELE NOUS PERMETTRA D'EVITER LA CREATION D'UN MAILLAGE, CAR SEULE LA DEFINITION DES CONTOURS EST NECESSAIRE. EN LIMITANT LES ERREURS AUX ANALYSES NUMERIQUES, LES RESULTATS OBTENUS PAR CETTE METHODE SONT PLUS PRECIS QUE CEUX DES ANALYSES PAR ELEMENTS FINIS. EN DECRIVANT UN AUTRE MODELE ORIGINAL POUR L'ANALYSE DE LA POSTURE, NOUS AVONS APPRECIE LES FORCES ARTICULAIRES ET MUSCULAIRES EFFECTUEES SUR LES MEMBRES SQUELETTIQUES DE LA PARTIE INFERIEURE DU CORPS. L'ENSEMBLE DES MODELES ANALYTIQUES POUR L'ANALYSE DE LA DEFORMATION ET LA MODELISATION DE LA POSTURE, NOUS PERMET DE PENSER, EN PERSPECTIVE, A L'AUTOMATISATION DU PROCEDE D'ANALYSE DE LA DEFORMATION ET A L'OPTIMISATION DE L'IMPLANTATION DES PIECES OSSEUSES.

Contribution à la réalisation d'un logiciel de simulation numérique pour la modélisation des déformations d'objets par la méthode des éléments finis

Contribution à la réalisation d'un logiciel de simulation numérique pour la modélisation des déformations d'objets par la méthode des éléments finis PDF Author: Agbéko Sossou
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Languages : fr
Pages : 153

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NOUS NOUS PROPOSONS D'ETUDIER LE COMPORTEMENT D'UNE MAIN SYNTHETIQUE EN INTERACTION AVEC UNE BALLE SYNTHETIQUE ET DE MODELISER LES DEFORMATIONS QUE SUBIT LA BALLE. NOUS UTILISONS LA METHODE DES ELEMENTS FINIS ET TENTONS DE PARVENIR A DES RESULTATS EN ACCORD AVEC LES LOIS DE LA PHYSIQUE. NOUS APPLIQUONS AU CORPS HUMAIN LE CONCEPT D'OBJET DEFORMABLE POSSEDANT DES CARACTERISTIQUES D'ELASTICITE PROPRES DE LA MEME MANIERE QUE NOUS CONSIDERONS LA BALLE COMME UN OBJET ELASTIQUE DEFORMABLE AVEC DES CARACTERISTIQUES BIEN CONNUES. POUR APPLIQUER LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, UN MAILLAGE 3D DES OBJETS EST DEVELOPPE EN UTILISANT DES VOLUMES ELEMENTAIRES SIMPLES OU PLUS COMPLEXES, POUVANT ASSURER UNE CONTINUITE D'ORDRE ZERO ENTRE LES SOMMETS DES ELEMENTS. LES VOLUMES ELEMENTAIRES UTILISES SONT GENERALEMENT DES CUBES, DES PYRAMIDES OU DES VARIANTES DES DEUX. IL EST POSSIBLE D'OBTENIR UNE CONTINUITE D'ORDRE PLUS ELEVE ENTRE LES SOMMETS, MAIS CETTE PROCEDURE EST COUTEUSE EN TEMPS DE CALCUL ET NECESSITE UNE QUANTITE PLUS IMPORTANTE DE PLACE MEMOIRE, ALORS QUE LE RESULTAT VISUEL NE S'EN TROUVE PAS AMELIORE. NOUS AVONS ENFIN DEVELOPPE UN LOGICIEL DE REPRESENTATION GRAPHIQUE 3D QUI NOUS PERMET DE VISUALISER LES RESULTATS DE NOS CALCULS

Modélisation des structures, calcul par éléments finis

Modélisation des structures, calcul par éléments finis PDF Author: Jean-Charles Craveur
Publisher: Elsevier Masson
ISBN: 9782225832352
Category :
Languages : fr
Pages : 323

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Quatre difficultés principales se présentent à l'utilisateur de codes de calcul : la modélisation proprement dite ; l'aspect numérique de la résolution ; l'interprétation et la validation des résultats et la syntaxe et les conventions du code utilisé. L'auteur aplanit ces points sensibles en abordant le comportement des structures d'un point de vue essentiellement physique et en considérant le code de calcul dans son efficacité opératoire, c'est-à-dire en tant qu'outil destiné à l'utilisateur industriel. L'objectif de cet ouvrage est ainsi double : faire le lien entre la théorie des éléments finis et le domaine d'utilisation de ces éléments, en se cantonnant à la mécanique linéaire des structures, et expliquer un certain nombre d'hypothèses sous-jacentes, en laissant de côté toutes les approches mathématiques ou démonstrations ne servant pas à la compréhension de l'aspect physique.

Nonlinear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis

Nonlinear Continuum Mechanics for Finite Element Analysis PDF Author: Javier Bonet
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521572729
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 272

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A unified treatment of nonlinear continuum analysis and finite element techniques.

Computational Biomechanics

Computational Biomechanics PDF Author: Kozaburo Hayashi
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 4431669515
Category : Medical
Languages : en
Pages : 278

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The combination of readily available computing power and progress in numerical techniques has made nonlinear systems - the kind that only a few years ago were ignored as too complex - open to analysis for the first time. Now realistic models of living systems incorporating the nonlinear variation and anisotropic nature of physical properties can be solved numerically on modern computers to give realistically usable results. This has opened up new and exciting possibilities for the fusing of ideas from physiology and engineering in the burgeoning new field that is biomechanics. Computational Biomechanics presents pioneering work focusing on the areas of orthopedic and circulatory mechanics, using experimental results to confirm or improve the relevant mathematical models and parameters. Together with two companion volumes, Biomechanics: Functional Adaptation and Remodeling and the Data Book on Mechanical Properties of Living Cells, Tissues, and Organs, this monograph will prove invaluable to those working in fields ranging from medical science and clinical medicine to biomedical engineering and applied mechanics.

Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention -- MICCAI 2012

Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention -- MICCAI 2012 PDF Author: Nicholas Ayache
Publisher: Springer
ISBN: 9783642334535
Category : Computers
Languages : en
Pages : 645

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The three-volume set LNCS 7510, 7511, and 7512 constitutes the refereed proceedings of the 15th International Conference on Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention, MICCAI 2012, held in Nice, France, in October 2012. Based on rigorous peer reviews, the program committee carefully selected 252 revised papers from 781 submissions for presentation in three volumes. The third volume includes 79 papers organized in topical sections on diffusion imaging: from acquisition to tractography; image acquisition, segmentation and recognition; image registration; neuroimage analysis; analysis of microscopic and optical images; image segmentation; diffusion weighted imaging; computer-aided diagnosis and planning; and microscopic image analysis.