Особливості моделювання біомеханічних та біологічних систем
DOI:
https://doi.org/10.17309/tmfv.2017.2.1192Ключові слова:
біологічна та біомеханічна система, гравітаційне поле, частота серцевих скороченьАнотація
Мета: полягає в поєднанні методів та принципів біомеханіки та механіки суцільного середовища для постановки та розв’язку задач, що мають практичне застосування в екстремальних умовах.
Матеріали і методи: досліджувався рух крові по великих судинах на основі рівняння Ейлєра та Нав’є Стокса. Для характеристики функціонального стану спортсмена використано аналіз роботи серцево-судинної системи. Початкові експериментально виміряні частоти серцевих скорочень (ЧСС), визначені кардіомонітором Polar RC800. Одержаний часовий ряд проаналізовано за допомогою програмного пакету Kubios HRV.
Результати: в статті пропонується розглядати модель, що описує людину у вигляді дискретно-неперервної системи. З використанням рівняння Ейлєра розглянуто математичну модель руху крові по великих судинах. Приведено математичну модель процесу поширення пульсових хвиль у кровоносних судинах. Проведений пошук та інтерпретація прихованих періодичностей стосовно числових рядів, що мають місце в тренувальній та змагальній діяльності спортсменів, при аналізі їх біологічних та серцевих ритмів.
Висновок: використання методів та принципів механіки суцільного середовища дає можливість робити постановку та розв’язувати задачі математичної фізики для потреб необхідних для практики. До таких задач відносяться рух крові по великих судинах, питання теплозахисту та інше. Частота серцевих скорочень змінюється впродовж дня і має коливний характер з певними періодами; періоди ЧСС залежать від активності людини та періоду доби; водночас ЧСС має тенденцію до зменшення амплітуди та суттєво залежить від завантаженості людини.
Завантаження
Посилання
Arkhypov, O.A. (2014). Biomekhanichnyi analiz: navich.posibnyk, 2-e vydannia. Kyiv: NPU im. M.P. Drahomanova, 241.
Blahitko, B.Ya., Zaiachuk, I.M., Trach, V.M. & Pyrohov, O.V. (2007). Matematychne modeliuvannia poshyrennia pulsovoi khvyli u velykykh krovonosnykh sudynakh u praktytsi sportu. Teoria ta metodika fizicnogo vihovanna, (8), 34 – 36.
Vynohradskyy, B.A. & Lopatiev, A.O. (2008). Perspektyvy rozvytku biomekhaniky sportu u svitli idey profesora Laputina A.M. Aktualni pytannya suchasnoyi biomekhaniky fizychnoho vykhovannya ta sportu. Seriya: Pedahohichni nauky, Fizychne vykhovannya ta sport. Chernihiv, (54), 29–33.
Vlasov, A., Demichkovskyi, A., Ivashchenko, O., Lopatiev, A., Pityn, M., Pianylo, Ya. & Khudolii, O. (2016). Systemnyi pidkhid i matematychne modeliuvannia biolohichnykh ta pryrodnykh obiektiv i protsesiv. Fizyko-matematychne modeliuvannia ta informatsiini tekhnolohii, (23), 17-28.
Kashuba, Vytalyi (2016). Ynnovatsyonnыe tekhnolohy v sovremennom sporte. Sportyvnyi visnyk Prydniprovia, (1), 46-57.
Laputin, A.N. (1999). Gravitatcionnaia trenirovka. K.: Znannia, 315.
Lopatiev, A.O., Dziubachyk, M.I. & Smilnianyn, S.M. (2009). Osoblyvosti modeliuvannia systemy «strilets – zbroia – mishen». Teoria ta metodika fizicnogo vihovanna, 0(5), 37-42. Retrieved from https://www.tmfv.com.ua/journal/article/view/533
Lopatiev, A. O., Vlasov, A. P. & Demichkovskyi, A.P. (2017). Funktsioduvannia systemy «strilets – zbroia –mishen» z vrakhuvanniam enerhoinformatsiinoi ta hravitatsiinoi vzaiemodii. Teoria ta metodika fizicnogo vihovanna, 17(1), 48-52.
Pjanylo, Yaroslav, Lopatiev, Anatolii, Boretskyi, Yurii & Cherevatyi, Volodymyr (2017). Rukh ridyn v hnuchkykh trubkakh iz urakhuvannia yikh parametriv ta dzherel. Modeliuvannia ta informatsiini tekhnolohii u fizychnomu vykhovanni ta sporti. XIII Mizhnarodna naukova konferentsiia. Lviv, 53-62.
Pjanylo, Yaroslav, Lopatiev, Anatolii, Pjanylo, Halyna & Vlasov, Andrii (2017). Pidkhody do analizu chyslovykh riadiv. Modeliuvannia ta informatsiini tekhnolohii u fizychnomu vykhovanni ta sporti. XIII Mizhnarodna naukova konferentsiia. Lviv, 47-52.
Khudolii, O.M., Ivashchenko, O.V., Iermakov, S.S. & Rumba, O.G. (2016). Computer simulation of junior gymnasts’ training process. Science of Gymnastics Journal, 8 (3), 215-228.
Lopatiev, A., Ivashchenko, O., Khudolii, O., Pjanylo, Y., Chernenko, S. & Yermakova, T. (2017). Systemic approach and mathematical modeling in physical education and sports. Journal of Physical Education and Sport (JPES), 17 (1), 146–155.
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
