התחילו לחסוך בעלויות ע”י ביצוע סימולציות בתוכנה מובילה ומתקדמת

כיום המטרה העיקרית של כל חברה היא לקצץ בעלויות ולהתנהל בצורה נבונה מבחינת הוצאות. כשמדובר על חברה טכנולוגית המתכננת ומפתחת מוצרים, הדרך היעילה ביותר מבחינת זמני ניסוי ומעבדה, כוח אדם ועלויות כוללות של פיתוח אב טיפוס ובדיקות היתכנות, הינה בניית סימולציה ממוחשבת בעזרת תוכנה ייעודית. השיטה היא בניית מודל המדמה את המוצר שרוצים לבדוק עליו תופעות ואילוצים פיזיקליים, וקבלת אנליזה נומרית וניתוחים מספריים בקלות וביעילות על גבי התוכנה, בדרך שמדמה את המציאות וחוסכת את ייצורם של אבי טיפוס רבים עד הגעה לתוצאה הרצויה.

• ניתן לייבא מודלים הנדסיים בשלל צורות וגדלים ללא הגבלה.
• קיימת התאמה מדויקת בין הסימולציה בתוכנה לבין המתרחש במבנה ההנדסי במציאות.
• מגוון האפשרויות רחב מאוד, ואפשר לבצע צימוד של מספר תופעות פיזיקליות בו זמנית על המודל.
• ניתן לבדוק בעיות הנדסיות רבות בתחומים שונים כגון מעבר חום, בעיות זרימה, בדיקת שדות מגנטיים, אלקטרומגנטיים וחשמליים ביישומים בעלי תדר

נמוך, אקוסטיקה, מוליכים למחצה, דינמיקת זורמים חישובית (CFD) ועוד.

אם אתם מחפשים תוכנה מקצועית, ידידותית ומובילה עולמית בבניית סימולציות אמינות ומדויקות בשיטת האלמנטים הסופיים, תוך צימוד של מספר תופעות פיזיקליות והשפעתן על המודל, COMSOL Multiphysics® היא הפתרון שלכם! מלאו פרטיכם כעת באתר של חברת נומריקל, ובואו לסדנת היכרות חינם של התוכנה.

הנדסה ביו רפואית – מהי ולמה היא כל כך חשובה ומשמעותית לחיים של כולנו

הנדסה ביו רפואית הינה תחום רחב ידיים המאגד בתוכו דיסציפלינות רבות כגון פיזיקה, ביולוגיה, מתמטיקה, אלקטרוניקה, הנדסה ועוד. מטרתה העיקרית של הנדסה ביו רפואית יצירת פתרונות לבעיות רבות מתחום הרפואה, בעזרת תכנון ופיתוח של מכשור רפואי, ומחקר של תופעות וסוגיות מהרפואה וממדעי החיים, לרווחתו ולתועלתו של המין האנושי.

במה עוסק התחום
הנדסה ביו-רפואית חולשת על תחומים רבים בהם מוכשר המהנדס הביו-רפואי, הן בתחומי הנדסה והן ברפואה ובביולוגיה. מהנדס ביורפואי אחראי על פיתוח טכניקות ומכשירים לדיאגנוזות רפואיות, טיפולים ומעקבים. בהנדסה ביו רפואית משתמשים במגוון מערכות והשילוב ביניהן דרוש. מהנדס ביומד נמצא בקשר יומיומי עם בעלי מקצוע רלוונטיים אחרים לתחום עיסוקו, לרבות רופאים ואנשי פיזיקה, ביולוגיה וכיוצא בזה. אינספור גילויים ופיתוחים נוצרו והתפתחו בזכותה של ההנדסה הביו רפואית על שלל מהנדסיה ברחבי העולם בעיקר החל מראשית שנות ה- 90 של המאה ה- 20 והלאה.

הנדסה ביו רפואית בישראל
תחום זה מפותח מאוד בארץ ישראל אשר נחשבת לאחת המובילות בעולם. כמאתיים חברות יצרניות פועלות בתחום זה בארץ, ועוד אינספור חברות סטארטאפ. מחקרים ופיתוחים רבים נעשים בישראל בהקשר של ביו רפואה ונזקפים לזכותה של ישראל מכשורים רפואיים רבים מאוד ופיתוחי טכנולוגיות בתחום, אשר נחשבים מובילים בכל העולם ונעשה בהם שימוש יומיומי בקליניקות, מרפאות ובתי חולים בפריסה עולמית. אי לכך ובהתאם לזאת, כבר אי שם בשנות ה- 70 החלו האוניברסיטאות בארץ להציע מסלולי לימוד לתארים מתקדמים בהנדסה ביו רפואית ובמקצועות הקשורים והנלווים. הנדסה ביו רפואית בטכניון וכן הנדסה ביו רפואית באוניברסיטת תל אביב הן שתי דוגמאות מצוינות, כמו גם אוניברסיטאות אחרות ומכללות שונות, וסטודנטים רבים מהארץ ומהעולם מוכשרים בהנדסה ביו רפואית כתאריך ראשון ושני ואף כדוקטורט מדי שנה בישראל.

מכניקה חישובית – מהדיסציפלינות החשובות בעולם המדע של המאה ה- 21

מכניקה חישובית הינה תחום המחקר האחראי על השימוש בשיטות חישוביות לטובת מחקרי תופעות הנשלטות ע”י עקרונות המכניקה. בטרם הופעת המדע החישובי (נקרא גם מיחשוב מדעי) כ”דרך שלישית” פרט למדעים ניסויים ותיאורטיים, נחשבה המכניקה החישובית כתת-תחום של המכניקה היישומית. כעת היא נחשבת כתת-תחום בתוך המדע החישובי.

מדענים מהתחום של מכניקה חישובית עוקבים אחר רשימה של משימות במטרה לנתח את התהליך המכני המיועד שלהם:

1. נוצר מודל מתמטי של התופעות הפיזיקליות. הדבר כולל לרוב ביטוי של המערכת הטבעית או ההנדסית במונחים של משוואות דיפרנציאליות חלקיות. בשלב זה משתמשים בפיזיקה בכדי לבצע פורמליזציה למערכת מורכבת.
2. המשוואות המתמטיות מומרות לצורות המתאימות לחישוב דיגיטלי. שלב זה מכונה “דיסקריטיזציה” – הפיכת ערך לבדיד, כיוון שהוא כרוך ביצירת מודל בדיד משוער מהמודל המתמשך המקורי. באופן יותר פרטני, הוא לרוב מתרגם משוואה דיפרנציאלית חלקית (או מערכת בשל כך), לתוך מערכת של משוואות אלגבריות. התהליכים המעורבים בשלב זה נחקרים בתחום של אנליזה נומרית.
3. תוכנות מחשב יודעות לפתור את המשוואות הבדידות ע”י שיטות ישירות (שיטות בעלות שלב אחד שנובע מהפתרון) או שיטות איטרטיביות (שמתחילות עם פתרון ניסיוני ומגיעות לפתרון האמיתי ע”י ליטוש רציף). תלוי באופי הבעיה, מחשבי-על או עיבודים מקבילים עשויים להיות מנוצלים בשלב זה.



4. המודל המתמטי, הפרוצדורות הנומריות וצופני המחשב מאומתים או ע”י שימוש בתוצאות מניסויים או ע”י מודלים מופשטים עבורם זמינים פתרונות אנליטיים מדויקים. לעיתים קרובות, טכניקות חישוביות או נומריות חדשות מאומתות ע”י השוואת תוצאותיהן עם אלו של שיטות נומריות מבוססות היטב. במקרים רבים, בעיות בוחן ביצועים זמינות אף הן. התוצאות הנומריות חייבות להיות בנוסף גם נראות לעין ולעיתים קרובות אינטרפרטציות פיזיות יינתנו יחד עם התוצאות.

מכניקה חישובית היא אינטרדיסציפלינרית. שלושת עמודי התווך שלה הן מתמטיקה, מדעי המחשב ומכניקה. דינמיקה חישובית של זורמים, CFD, תרמודינמיקה חישובית, אלקטרומגנטיות חישובית, ומכניקת מוצקים חישובית, הם חלק מתחומי ההתמחות של מכניקה חישובית.

שנת הפלאות של אלברט איינשטיין

באותו זמן בו המאמרים נכתבו, לאיינשטיין לא הייתה גישה נוחה לחומרים מדעיים שלמים שיסייעו לו להבין טוב יותר את התחומים אותם חקר, על אף שהוא קרא באופן קבוע וכתב ביקורות למגזין “שנתון הפיזיקה”. בנוסף, היו מעט מאוד קולגות מעולם המדע אשר היו זמינים לדון בתיאוריות שלו. איינשטיין עבד כבוחן במשרד פטנטים בברן, שוויץ, ומאוחר יותר הוא אמר על אחד העובדים שם, מישל בסו, שהוא “לא יכול היה למצוא אוזן קשבת טובה יותר לרעיונותיו בכל רחבי אירופה”.

על אף התהילה הגדולה שהושגה ע”י עבודותיו האחרות, כמו זו על תורת היחסות הפרטית, הייתה זו עבודתו על התופעה הפוטואלקטרית שזיכתה אותו בפרס נובל ב- 1921: “עבור השירות לפיזיקה התיאורטית ובמיוחד עבור הגילוי של חוק התופעה הפוטואלקטרית”. הוועדה לפרס נובל המתינה בסבלנות לאישור ניסויי של תורת היחסות הפרטית; למרות זאת, דבר לא התקרב לכך עד לניסויי התרחבות הזמן של איב וסטילוול (1938), (1941), ורוסי והאל (1941).