227-0622-00L  Thermal Modeling: From Semiconductor to Medical Devices and Personalized Therapy Planning

SemesterFrühjahrssemester 2021
DozierendeE. Neufeld, M. Luisier
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheEnglisch



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
227-0622-00 VThermal Modeling: From Semiconductor to Medical Devices and Personalized Therapy Planning2 Std.
Mi09:15-11:00ETZ J 91 »
E. Neufeld, M. Luisier
227-0622-00 UThermal Modeling: From Semiconductor to Medical Devices and Personalized Therapy Planning1 Std.
Mi11:15-12:00ETZ J 91 »
E. Neufeld, M. Luisier

Katalogdaten

KurzbeschreibungThe course introduces computational techniques to model electromagnetic heating across many orders of magnitudes, from the atomic to the macroscopic scale. Both desired and undesired thermal effects will be covered, e.g. thermal cancer therapies based on tissue heating or Joule heating in semiconductor devices. A wide range of simulation approaches and numerical methods will be introduced.
LernzielDuring this course the students will:

- learn the physics governing and computational models describing electromagnetic-induced heating;

- get familiar with computational simulation techniques across a wide range of spatial scales, incl. methods to simulate in vivo heating, considering thermoregulation and perfusion, or quantum mechanical approaches considering heat at the level of atomic vibrations;

- implement and apply simulation techniques within a state-of-the-art open-source simulation platform for computational life sciences, as well as a framework for computer-aided design of semiconductor devices;

- learn about remaining challenges in this field
InhaltThe following topics will be discussed during the semester:

- Introduction about electromagnetic heating (from its historical perspective to its application in biology);

- Microscopic/Macroscopic thermal transport (governing equations, numerical methods, examples);

- Numerical algorithms and their implementation in python and/or C++, parallelisation approaches, and high performance computing solutions;

- Practical examples: thermal therapy planning with Sim4Life and technology computer aided design with OMEN;

- Model verification and validation.
SkriptLecture slides are distributed every week and can be found at
Link
Voraussetzungen / BesonderesThe course requires an open attitude towards interdisciplinarity, basic python scripting and C++ coding skills, undergraduate entry-level familiarity with electric & magnetic fields/forces, differential equations, calculus, and basic knowledge of biology and quantum mechanics.

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
ECTS Kreditpunkte4 KP
PrüfendeE. Neufeld, M. Luisier
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheEnglisch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusmündlich 30 Minuten
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

Keine öffentlichen Lernmaterialien verfügbar.
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Biomedical Engineering MasterWahlfächer der VertiefungWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterEmpfohlene FächerWInformation
Elektrotechnik und Informationstechnologie MasterVertiefungsfächerWInformation
Mikro- und Nanosysteme MasterWählbare KernfächerWInformation
Rechnergestützte Wissenschaften MasterElectromagneticsWInformation