The Finite Element Method in Engineering

Dejeneratif göz hastalıkları retinanın dış katmanına zarar vererek fonksiyonelliğini yitirmesine ve görsel algı kaybına neden olmaktadır. Görsel protezler, işlevselliğini kaybetmiş bölgelerin bypass edilerek zarar görmemiş bölgelerin yerleştirilen elektrot dizisi vasıtasıyla elektriksel olarak uyartılarak görsel algının yeniden kazanılmasını sağlayan cihazlardır. Görsel protezler hedeflenen yüksek uzaysal çözünürlükten oldukça uzaktır. Temel problem elektrot etkileşimi nedeniyle elektrot sayısının artırılamamasıdır. Bu çalışmada, elde edilen görsel algının çözünürlüğünü artırılması, uyartım için gerekli güç tüketiminin ve uyartım sonucu dokuda oluşan sıcaklığın azaltılması amacıyla Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak geliştirilen retinanın elektriksel uyartımında Merkez-Ağırlıklı Zaman Kaymalı Uyartım Stratejisi önerilmiştir. Bu strateji, yarı-koni biçimli elektrot tasarımı ve konfigürasyonu ile zamanda kaydırılmış ve konuma göre ağırlıklandırılmış elektriksel uyartım yaklaşımını kullanmaktadır. Önerilen stratejinin üstünlüğü konvansiyonel elektrot dizilimi ve uyartım yöntemiyle karşılaştırılmış, daha lokalize uyartım sağlanarak ayırt edilebilir elektrik alan ve akım yoğunluğu dağılımları elde edilmiştir. Konvansiyonel yöntemle uyartım akım eşiği 10 µA seviyesinde iken önerilen stratejide bu değer 0,5-2 µA aralığında elde edilmiştir. Ayrıca, konvansiyonel yöntemle uyartım için harcanan güç 4,19 mW/mm3 ve dokudaki sıcaklık artışı 1,38°C iken sunulan yöntemle bu değerler sırayla 0,239 mW/mm3, 0,4°C olarak bulunmuştur. Önerilen stratejinin yüksek çözünürlüklü retina implant sisteminin geliştirilmesine, çözünürlük, güç tüketimi ve dokudaki sıcaklık artışının sınırlanması çalışmalarına katkı sağlayacağı sonucuna varılmıştır. Degenerative eye diseases damage outer layer of the retina and cause to lost the vision. Visual prostheses are the systems which enable to elicit visual perception through electrical stimulation of the regions that remain intact using electrode arrays at these regions bypassing damaged parts. Spatial resolution of the visual prostheses is far away from the desired value. The main problem is that the number of electrodes couldn't be increased because of electrode interaction. In this study, Central-Weighted Time Shifted Stimulation Strategy which is developed using Finite Element Method is presented which aims both to increase spatial resolution and to decrease power dissipation needed for stimulation and temperature rise on the tissue. This strategy uses semi-cone shaped electrode design and configuration, stimulation approach which is time shifted, weighted depending on the position. Results are compared to the results with conventional electrode layout and stimulation. It is seen that proposed strategy provides discriminable electric field and current density distributions. While stimulation current threshold is 10 µA for conventional method, it ranges 0.5-2 µA for proposed strategy. Furthermore, power dissipation and temperature rise on the tissue are 4.19 mW/mm3 and 1.38°C respectively for c...

show abstract

“…Bu çalışmada diferansiyel denklemlerin çözümünde kullanılan parametreler Tablo 1'de sunulmuştur [15,16]. [17,18].…”

Section: İşlemsel Retina Modeli Ve Tanımlayan Eşitlikler (Computationunclassified

Elektrot Etkileşimi ve Uyartım Eşiğinin Azaltılmasına Yönelik Sonlu Elemanlar Yöntemi Tabanlı Yeni Bir Retina Uyartım Stratejisi

Celik

Karagöz

2017

Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The strain-displacement relationship can be written with its dependence explicitly expressed as, [18].…”

Section: Strain Displacement Relationmentioning

confidence: 99%

“…Depending on the strain-displacement matrix,   B , the element stiffness   K and element mass   M matrices can be written as; [18],…”

Section: Element Stiffness and Mass Matricesmentioning

confidence: 99%

Nonlinear Dynamic Characteristics of a Simple Blade with Breathing Crack Using Ansys Software

Waheed¹,

Mostafa²,

Jawad³

2011

WJM

View full text Add to dashboard Cite

Nonlinear dynamic response represents the most important studies for structures subjected to a dynamic motion so that it provides the researcher by an excellent information especially at critical design levels. The unpredictable nonlinearity in the structure appears when damage is inherited. Most times, the failure of the structure is related to the dynamic nonlinearity. With regard to the breathing phenomena for nonlinear structural systems, very little is known about how the nonlinearities influence the response and the dynamic characteristics of cracked structures. In this research, dynamic nonlinearity is presented in damaged structure due to presence of a crack. The crack is assumed to be open and close simultaneously and then breathing. Effect of breathing phenomenon was studied deeply. Crack breathing is simulated at the crack surfaces using contact elements. The contact, geometrical, penalty, and spin stiffnesses are taken in consideration. In addition, effect of several important parameters such as rotor angular velocity and crack ratio are studied. The study showed that the breathing natural frequency of any structure is ranged between opened (no contact) and closed crack natural frequencies. The larger crack length is, the more nonlinear disturbance in the dynamic response behavior. Also, at a critical crack length, some mode shapes tend to exchange and pass over with other modes. The presence of the mode interchanging and mode crossover was a guide on the nonlinear response for the cracked structure. The numerical modeling is achieved using ANSYS finite element program. Experimental data are used for validating the accurate use of contact elements in ANSYS environment.

show abstract

“…Following the approach described in [15], the displacements of the nodes at the boundaries (usually equal to zeros) are assigned to them by small modifications of the stiffness matrices and the load matrices. Based on Equation (5), the displacement of each node at time step t is determined recursively from its displacement at time step ( − 1), i.e.,…”

Section: Modification Of Extracellular Matrixmentioning

confidence: 99%

Analysis of Stiffness in Extracellular Matrix Embedded with Bio-Conjugated Magnetic Beads in a Magnetic Field

Du¹,

Herath²,

Wang³

et al. 2012

IJBBB

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-In this paper we present a new model for determining the local stiffness of an extracellular matrix (ECM) sample embedded with bio-conjugated magnetic beads under the influence of an external magnetic field. In this model, the viscoelastic deformation of such ECM samples is analyzed using the finite element method. We report results from numerical simulations using our model on two typical scenarios for studying the pre-tension in the ECM caused by beads under a magnetic field. The analytical results are in close agreement with that obtained from COMSOL. We also applied our model on an actual ECM sample embedded with bio-conjugated beads and compared our analytical results with that obtained from stretch tests done on that sample. These results are comparable to that from the stretching tests.

show abstract

The Finite Element Method in Engineering

Cited by 100 publications

References 0 publications

Elektrot Etkileşimi ve Uyartım Eşiğinin Azaltılmasına Yönelik Sonlu Elemanlar Yöntemi Tabanlı Yeni Bir Retina Uyartım Stratejisi

Elektrot Etkileşimi ve Uyartım Eşiğinin Azaltılmasına Yönelik Sonlu Elemanlar Yöntemi Tabanlı Yeni Bir Retina Uyartım Stratejisi

Nonlinear Dynamic Characteristics of a Simple Blade with Breathing Crack Using Ansys Software

Analysis of Stiffness in Extracellular Matrix Embedded with Bio-Conjugated Magnetic Beads in a Magnetic Field

Contact Info

Product

Resources

About