Methods and Models for Accelerating Dynamic Simulation of Fluid Power Circuits

The objective of this dissertation is to improve the dynamic simulation of fluid power circuits. A fluid power circuit is a typical way to implement power transmission in mobile working machines, e.g. cranes, excavators etc. Dynamic simulation is an essential tool in developing controllability and energy-efficient solutions for mobile machines. Efficient dynamic simulation is the basic requirement for the real-time simulation. In the real-time simulation of fluid power circuits there exist numerical problems due to the software and methods used for modelling and integration. A simulation model of a fluid power circuit is typically created using differential and algebraic equations. Efficient numerical methods are required since differential equations must be solved in real time. Unfortunately, simulation software packages offer only a limited selection of numerical solvers. Numerical problems cause noise to the results, which in many cases leads the simulation run to fail. Mathematically the fluid power circuit models are stiff systems of ordinary differential equations. Numerical solution of the stiff systems can be improved by two alternative approaches. The first is to develop numerical solvers suitable for solving stiff systems. The second is to decrease the model stiffness itself by introducing models and algorithms that either decrease the highest eigenvalues or neglect them by introducing steady-state solutions of the stiff parts of the models. The thesis proposes novel methods using the latter approach. The study aims to develop practical methods usable in dynamic simulation of fluid power circuits using explicit fixed-step integration algorithms. In this thesis, twomechanisms whichmake the systemstiff are studied. These are the pressure drop approaching zero in the turbulent orifice model and the volume approaching zero in the equation of pressure build-up. These are the critical areas to which alternative methods for modelling and numerical simulation are proposed. Generally, in hydraulic power transmission systems the orifice flow is clearly in the turbulent area. The flow becomes laminar as the pressure drop over the orifice approaches zero only in rare situations. These are e.g. when a valve is closed, or an actuator is driven against an end stopper, or external force makes actuator to switch its direction during operation. This means that in terms of accuracy, the description of laminar flow is not necessary. But, unfortunately, when a purely turbulent description of the orifice is used, numerical problems occur when the pressure drop comes close to zero since the first derivative of flow with respect to the pressure drop approaches infinity when the pressure drop approaches zero. Furthermore, the second derivative becomes discontinuous, which causes numerical noise and an infinitely small integration step when a variable step integrator is used. A numerically efficient model for the orifice flow is proposed using a cubic spline function to describe the flow in the laminar and transition areas. Parameters for the cubic spline function are selected such that its first derivative is equal to the first derivative of the pure turbulent orifice flow model in the boundary condition. In the dynamic simulation of fluid power circuits, a tradeoff exists between accuracy and calculation speed. This investigation is made for the two-regime flow orifice model. Especially inside of many types of valves, as well as between them, there exist very small volumes. The integration of pressures in small fluid volumes causes numerical problems in fluid power circuit simulation. Particularly in realtime simulation, these numerical problems are a great weakness. The system stiffness approaches infinity as the fluid volume approaches zero. If fixed step explicit algorithms for solving ordinary differential equations (ODE) are used, the system stability would easily be lost when integrating pressures in small volumes. To solve the problem caused by small fluid volumes, a pseudo-dynamic solver is proposed. Instead of integration of the pressure in a small volume, the pressure is solved as a steady-state pressure created in a separate cascade loop by numerical integration. The hydraulic capacitance V/Be of the parts of the circuit whose pressures are solved by the pseudo-dynamic method should be orders of magnitude smaller than that of those partswhose pressures are integrated. The key advantage of this novel method is that the numerical problems caused by the small volumes are completely avoided. Also, the method is freely applicable regardless of the integration routine applied. The superiority of both above-mentioned methods is that they are suited for use together with the semi-empirical modelling method which necessarily does not require any geometrical data of the valves and actuators to be modelled. In this modelling method, most of the needed component information can be taken from the manufacturer’s nominal graphs. This thesis introduces the methods and shows several numerical examples to demonstrate how the proposed methods improve the dynamic simulation of various hydraulic circuits.

Myynninjohtamisjärjestelmän tehokkuus tietojohtamisen näkökulmasta, case Nordea Pankki Suomi Oyj

Pro gradu -tutkielman tavoitteena on kuvata Nordea Pankki Suomi Oyj:n myynninjohtamisjärjestelmän keskeisiä käytäntöjä tietojohtamisen näkökulmasta ja selvittää konttoreissa suoritetun kyselytutkimuksen tulosten tilastollisella analyysilla millainen korrelaatio näillä käytännöillä on myyntituloksiin. Teoreettisena viitekehyksenä on tietojohtamisen näkökulma. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään myynninjohtamisen kannalta relevantteja tietojoh-tamisen käytäntöjä ja kytketään tietojohtaminen Nordean myynninjohtamisen käytäntöihin. Empiirisessä osuudessa myyntiä mitattiin eri tuotteista ja tuoteryhmistä muodostuvalla myynti-indeksillä. Myynnin johtamisen käytäntöjä selvitettiin Nordean Suomessa työskenteleville henkilökohtaisille pankkineuvojille lähetetyllä kyselyllä. Analyysissä selvitettiin henkilökohtaisten pankkineuvojen arvioimien myynnin johtamiskäytäntöjen ja myynti-indeksin välistä korrelaatioita. Hypoteeseina oli, että myyntitulokset ovat sitä parempia mitä systemaattisemmin myynninjohtamisen käytäntöjä konttorissa sovelletaan ja mitä posi-tiivisemmin niihin suhtaudutaan. Tulokset osittain vahvistivat hypoteeseja. Korrelaatiot ovat varsin pieniä, mutta niistä osa erittäin merkitsevällä varmuudella luotettavia. Myös pieniä negatiivisia korrelaatioita löytyi. Osa käytännöistä on niin laajassa käytössä, että ne eivät pysty selittämään myyntitulosten eroja. Tämän tutkimuksen perusteella ei kuitenkaan voida sulkea pois mahdollisuutta, että kyseiset käytännöt ovat välttämättömiä, mutta eivät riittäviä edellytyksiä hyville myyntituloksille.

A cell spot microarray method for high-throughput biology

High-throughput screening of cellular effects of RNA interference (RNAi) libraries is now being increasingly applied to explore the role of genes in specific cell biological processes and disease states. However, the technology is still limited to specialty laboratories, due to the requirements for robotic infrastructure, access to expensive reagent libraries, expertise in high-throughput screening assay development, standardization, data analysis and applications. In the future, alternative screening platforms will be required to expand functional large-scale experiments to include more RNAi constructs, allow combinatorial loss-of-function analyses (e.g. genegene or gene-drug interaction), gain-of-function screens, multi-parametric phenotypic readouts or comparative analysis of many different cell types. Such comprehensive perturbation of gene networks in cells will require a major increase in the flexibility of the screening platforms, throughput and reduction of costs. As an alternative for the conventional multi-well based high-throughput screening -platforms, here the development of a novel cell spot microarray method for production of high density siRNA reverse transfection arrays is described. The cell spot microarray platform is distinguished from the majority of other transfection cell microarray techniques by the spatially confined array layout that allow highly parallel screening of large-scale RNAi reagent libraries with assays otherwise difficult or not applicable to high-throughput screening. This study depicts the development of the cell spot microarray method along with biological application examples of high-content immunofluorescence and phenotype based cancer cell biological analyses focusing on the regulation of prostate cancer cell growth, maintenance of genomic integrity in breast cancer cells, and functional analysis of integrin protein-protein interactions in situ.

Perheet kouluvalinnan pyörteissä. Tutkimus turkulaisten perheiden yläkouluvalinnoista ja niiden syistä eri oppilasalueilla

Suomessa on harjoitettu 1990-luvulta lähtien uusliberalistista koulutuspolitiikkaa laissa tapahtuneiden muutosten myötä. Tässä uudessa koulutuspolitiikassa perheet kilpailevat parhaimmista koulupaikoista lapsilleen, ja koulut kilpailevat lahjakkaimmista oppilaista koulumarkkinoilla. Hallintoa on hajautettu siten, että perheille on annettu mahdollisuus valita lapsensa koulu, ja kunnat saavat itse päättää koulutuslinjauksistaan. Kysymys on maamme kansainvälisestä kilpailukyvystä. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että muutosten myötä suurimpien kaupunkien asuinalueet ovat profiloituneet ”hyvä-” ja ”huono-osaisiin” kaupunkien asuntopolitiikan takia, millä on suora yhteys sosioekonomisesti eritaustaisten perheiden kouluvalintaan. Puhutaankin sekä alueellisesta että sosiaalisesta eriarvoistumisesta. Tutkimuksessa tarkastellaan yläkoulujen oppilasalueiden sosioekonomisia eroja ja yläkoulujen suosioita yläkouluun siirtyvien lasten kotitaustojen suhteen. Tutkimuksessa selvitetään lisäksi, millaisten perheiden lapset hakevat toisen oppilasalueen yläkouluun ja painotetun opetuksen luokalle sekä tarkastellaan syitä, miksi haetaan toisen oppilasalueen yläkouluun tai mennään oman oppilasalueen yläkouluun. Tutkimusaineistona on 6. luokan oppilaiden huoltajille lukuvuonna 2009– 2010 lähetetty postikyselylomake (N = 423). Tutkimusaineistoa analysoidaan khin neliö-testillä, varianssianalyysillä ja logistisella regressioanalyysillä. Tulosten mukaan näyttäisi siltä, että yläkoulujen oppilasalueet ovat lasten kotitaustojen suhteen hyvin erilaisia Turussa. Korkeakoulututkinnon suorittaneet, ylemmissä sosioekonomisissa asemissa olevat, paremmin tienaavat ja omistusasunnoissa asuvat perheet ovat keskittyneet erityisesti kaupungin etelä- ja pohjoisosaan, kun taas huono-osaisemmat perheet asuvat tiiviisti kaupungin itä- ja keskiosassa. Logistisen regressioanalyysin tulosten mukaan lasten hakemista toisen oppilasalueen yläkouluun lisää voimakkaasti äidin korkeakoulutus ja perheen asuminen torjutun koulun alueella. Toisaalta taas hakeminen hieman vähenee, kun perhe asuu suositun koulun alueella ja isä on pieni- tai keskituloinen. Äidin korkeakoulutus lisää myös voimakkaasti painotetun luokan valitsemista lapselle yläkoulussa, ja isän hyvät tai suuret tulot hieman myös lisäävät painotetun luokan valintaa. Painotetun luokan valintaan koulun suosiotyypillä ei ole vaikutusta. Useimmin perheet hakevat lapselle yläkoulupaikkaa toisen oppilasalueen yläkoulusta koulukohtaisten painotusten ja koulumatkan vuoksi. Toisaalta taas koulumatka vaikuttaa useimmin myös perheiden oman oppilasalueen yläkoulun valintaan. Lapsi menee oman oppilasalueen yläkouluun usein myös ystävien ja koulun hyvän maineen vuoksi.

Pysyvää onnellisuutta etsimässä

Kirjallisuusarvostelu

Kestomagneettikoneen roottorin väsymisanalyysi

Työn tavoitteena oli luoda työkalu kestomagneettikoneiden roottoreiden väsymisen analysointia varten. Työkalu toteutettiin siten, että siihen voidaan liittää oikeasta koneesta mitattu kuormitusdata, sekä tarvittavat materiaalitiedot. Kuormitusdata muunnetaan työkalussa jännityshistoriaksi käyttämällä elementtimenetelmän avulla laskettavaa skaalauskerrointa. Kestoiän laskemiseen analyysityökalu käyttää jännitykseen perustuvaa menetelmää sekä rainflowmenetelmää ja Palmgren-Minerin kumulatiivista vauriosääntöä. Lisäksi työkalu tekee tutkittavalle tapaukselle Smithin väsymislujuuspiirroksen. Edellä mainittujen menetelmien lisäksi työn teoriaosassa esiteltiin väsymisanalyysimenetelmistä myös paikalliseen venymään perustuva menetelmä sekä murtumismekaniikka. Nämä menetelmät jäivät monimutkaisuutensa vuoksi toteuttamatta työkalussa. Väsymisanalyysityökalulla laskettiin kestoiät kahdelle esimerkkitapaukselle. Kummassakin tapauksessa saatiin tulokseksi ääretön kestoikä, mutta aksiaalivuokoneen roottorin dynaaminen varmuus oli pieni. Vaikka tulokset vaikuttavat järkeviltä, ne olisi vielä hyvä verifioida esimerkiksi kaupallisen ohjelmiston avulla täyden varmuuden saamiseksi.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.

Program-bladet : tidning för Helsingfors teatrar och konserter

Program-Bladet, joka ilmestyi vuosina 1882 sekä 1892-1916, on kiinnostava aikansa kulttuurielämän tutkimuksen lähde. Lehdessä kerrotaan yksityiskohtaiset tiedot Helsingissä järjestetyistä teatteriesityksistä ja konserteista sekä näissä esiintyneistä taiteilijoista. Helsinkiläisten liikeyritysten ilmoituksia ja mainoksia on runsaasti, ja lehdessä kerrotaan myös teatteri- ja konserttimaailman pieniä uutisia.