Höyryturbiinin kanavistojen numeerinen virtauslaskenta

Diplomityössä tutkittiin Fortumin Loviisan ydinvoimalaitoksen ulosvirtauskanaviston ja suurnopeuskosteudenerottimen toimintaa, sekä selvitettiin taustalla olevaa teoriaa ja aiemmin tehtyjä tutkimuksia. Tavoitteena oli ymmärtää ja esittää laitteiden toimintaa, sekä tutkia voiko ulosvirtauskanaviston suorituskykyä parantaa geometrian muutoksilla. Työssä luotiin tutkittaville kohteille geometriat ja laskentahilat, joiden avulla simuloitiin niiden toimintaa eri käyttötilanteissa numeerisen virtauslaskennan avulla. Laskennan reunaehdot saatiin olemassa olevasta prosessimallista ja aiemmista turbiiniselvityksistä. Ulosvirtauskanaviston suorituskyky laskettiin kolmella eri lauhdutinpaineella neljällä eri geometrialla. Geometrian muutokset vaikuttivat selkeästi ulosvirtauskanaviston suorituskykyyn ja sitä saatiin parannettua. Kaksi kolmesta muutoksesta, lisäkanavat ja oikaistu vesilippa, pa-ransivat suorituskykyä. Lokinsiipien poistaminen heikensi ulosvirtauskanaviston toi-mintaa. Suurnopeuskosteudenerottimen mallintaminen jäi lähtötietojen ja ajan puutteen takia hieman tavoitteesta. Sekä ulosvirtauskanaviston että suurnopeuskosteudenerotti-men jatkotutkimusta ja mahdollisia toimenpiteitä varten saatiin arvokasta uutta tietoa.

Markkinoinnilliset kilpailukeinoratkaisut lanseerauksen yhteydessä

Uusien tuotteiden lanseeraus on tullut yhä tärkeämmäksi yritysten markkinoinnissa. Lanseerauksesta on tullut yritysten jatkuva toimintatapa, joka edellyttää sitä, että yritysten on otettava lanseerausmarkkinointi osaksi markkinointia. (Rope. 1999, 13) Lanseerauksen merkityksen kasvua ajavat useat tekijät. Globalisaation myötä maapallon voidaan ajatella olevan ”kutistuneen” niin, että eri puolilla maailmaa tehdyt innovaatiot ovat lähestulkoon heti markkinoilla käytettävissä. Globaali tuotetarjonta lisää jatkuvasti uusien ja erilaisten tuotteiden tarjontaa eri markkinoilla. Globalisaation seurauksena myös kilpailu on muuttunut entistä enemmän kansainväliseksi, jonka takia yritykset joutuvat yhä nopeammassa tahdissa kehittämään ja myöhemmin lanseeraamaan uusia kehitettyjä tuotteita. Kilpailun seurauksena myös tuotteiden elinkaaren voidaan katsoa lyhenteen. Yrityksen tulee rytmittää tuotteiden markkinoille tuonnit, jotta yritystoiminta voi olla jatkuvasti kannattavaa. Myöskin ihmisten elämäntyylin muutokset vaikuttavat merkittävästi ja ne onkin otettava huomioon lanseerausten yhteydessä. Arvojen ja asenteiden muutos voi vaikuttaa huomattavasti lanseerauksen kannattavaan toteutukseen. (Rope. 1999, 12-13) Yritysten on pystyttävä vastaamaan kilpailijoiden innovaatioihin, jotta oma liiketoiminta säilyy kannattavana. Lanseerausprosessia ja lanseerauksen toteutusta on suunniteltava huolellisesti, jotta tuote saadaan oikeaan aikaan markkinoille ja lanseeraus voi onnistua. Lanseerausten onnistuminen on tärkeä tekijä tuotteen menestykselle ja yritykset usein tiedostavat sen. Tästä huolimatta suuri osa lanseerauksista epäonnistuu. Tuotteen menestymisen takuuna ei ole sen innovatiivisuus tai ominaisuuksien määrä. Tuote saattaa kaikista hyvistä ominaisuuksistaan huolimatta epäonnistua markkinoilla huonon lanseerauksen ja markkinoille tulon seurauksena. (Lee & O’Connor 2003, 241) Tässä tutkimuksessa tarkastellaan uuden jääurheilualan tuotteen lanseerausta. Jääurheiluvalmistajan tuotteen lanseeraus on mielenkiintoinen tutkimuskohde tänä päivänä, sillä jääurheilu nauttii hyvin suuresta suosiosta, erityisesti Suomessa. Lanseerattavien jääurheilutuotteiden kehittely uusia teknologioita hyödyntäen on mahdollistanut uusien ja parempien tuotteiden markkinoille tulon. Tutkimuksen empiriaosuudessa käsiteltävä lanseerattava tuote on uutta teknologiaa hyödyntävä luistin, jollaista markkinoilla ei vielä ole. Jääkiekkoluistinvalmistajia on useita markkinoilla, joten kilpailu on kovaa. Jotta erottuminen joukosta on mahdollista, on valmistajien jatkuvasti panostettava uusiin innovaatioihin ja onnistuneisiin lanseerauksiin. Tutkimuksen kohdevalmistaja on ammattilaistason luistinmarkkinoilla aiemmin ollut haastajan roolissa, mutta nyt tavoitteena on päästä yhdeksi suurimmista valmistajista. Urheilutuotteen markkinoinnillisissa kilpailukeinoratkaisuissa on paljon mahdollisuuksia. Lanseerauksen markkinointiviestinnässä on myös huomioitava kahdenlaisia markkinoita, kuluttajien ja yritysten välisiä. Tämä tuo haasteita markkinoinnin järjestämiselle, mutta myös monille muille tärkeille liiketoiminnan osa-alueille lanseerauksen onnistumisessa, kuten oikeiden jakelukanavien saannille sekä tarvittavan myyntihenkilöstön kouluttamiselle.

The requirements and needs of global data usage in product lifecycle management

This study was done for ABB Ltd. Motors and Generators business unit in Helsinki. In this study, global data movement in large businesses is examined from a product data management (PDM) and enterprise resource planning (ERP) point-of-view. The purpose of this study was to understand and map out how a large global business handles its data in a multiple site structure and how it can be applied in practice. This was done by doing an empirical interview study on five different global businesses with design locations in multiple countries. Their master data management (MDM) solutions were inspected and analyzed to understand which solution would best benefit a large global architecture with many design locations. One working solution is a transactional hub which negates the effects of multisite transfers and reduces lead times. Also, the requirements and limitations of the current MDM architecture were analyzed and possible reform ideas given.  

Skenaariomenetelmän käyttö toimialaympäristön analyysissa

Tämän pro gradu – tutkielman tarkoituksena on kuvata miten toimialaympäristöä analysoidaan käyttäen tulevaisuudentutkimukseen tarkoitettua skenaariomenetelmää. Globaali muutosvauhti ja lisääntynyt syklisyys tuovat haastetta toimintaympäristön analysointiin. Yrityksille muutosten huomaaminen ja niiden ymmärtäminen ovat pitkän aikavälin menestystekijöitä. Tässä tutkimuksessa tavoitteena on tunnistaa arvopaperimarkkinoiden keskeiset toimialaympäristötekijät ja niihin sisältyvät arvot. Tutkimuksen tarkoituksena on ymmärtää strategisen ja ennakoivan toimintaympäristön seurannan merkitys. Teoreettisena viitekehyksenä keskityttiin tulevaisuudentutkimuksen lisäksi makrotason toimialaympäristöanalyysiin. Aineistonkeruu suoritettiin sekä kirjoituspöytätutkimuksena että kvalitatiivisena tutkimushaastatteluna johtavia toimiala-asiantuntijoita haastattelemalla. Skenaariotyöskentelymenetelmäksi valittiin morfologinen skenaariotyöskentely. Skenaarioita rakentamalla pyrittiin visioimaan mahdollista tulevaisuuden suuntaa ja kuvattiin eri tulevaisuuspolkujen kehittyminen. Tutkimuksessa luotiin tulevaisuustaulukon pohjalta kolme vaihtoehtoista skenaariota Suomen arvopaperimarkkinoille.

Successful IFRS standard change implementation process after the initial IFRS implementation

The main objective of the study was to form a strategic process model and project management tool to help IFRS change implementation projects in the future. These research results were designed based on the theoretical framework of Total Quality Management and leaning on the facts that were collected during the empirical case study of IAS 17 change. The us-age of the process oriented approach in IFRS standard change implementation after the initial IFRS implementation is rationalized with the following arguments: 1) well designed process tools lead to optimization of resources 2) With the help of process stages and related tasks it is easy to ensure the efficient way of working and managing the project as well as make sure to include all necessary stakeholders to the change process. This research is following the qualitative approach and the analysis is in describing format. The first part of the study is a literature review and the latter part has been conducted as a case study. The data has been col-lected in the case company with interviews and observation. The main findings are a process model for IFRS standard change process and a check-list formatted management tool for up-coming IFRS standard change projects. The process flow follows the main cornerstones in IASB’s standard setting process and the management tool has been divided to stages accordingly.

Two-phase flow measurements with spacer grid in a rod bundle geometry

Heat transfer effectiveness in nuclear rod bundles is of great importance to nuclear reactor safety and economics. An important design parameter is the Critical Heat Flux (CHF), which limits the transferred heat from the fuel to the coolant. The CHF is determined by flow behaviour, especially the turbulence created inside the fuel rod bundle. Adiabatic experiments can be used to characterize the flow behaviour separately from the heat transfer phenomena in diabatic flow. To enhance the turbulence, mixing vanes are attached to spacer grids, which hold the rods in place. The vanes either make the flow swirl around a single sub-channel or induce cross-mixing between adjacent sub-channels. In adiabatic two-phase conditions an important phenomenon that can be investigated is the effect of the spacer on canceling the lift force, which collects the small bubbles to the rod surfaces leading to decreased CHF in diabatic conditions and thus limits the reactor power. Computational Fluid Dynamics (CFD) can be used to simulate the flow numerically and to test how different spacer configurations affect the flow. Experimental data is needed to validate and verify the used CFD models. Especially the modeling of turbulence is challenging even for single-phase flow inside the complex sub-channel geometry. In two-phase flow other factors such as bubble dynamics further complicate the modeling. To investigate the spacer grid effect on two-phase flow, and to provide further experimental data for CFD validation, a series of experiments was run on an adiabatic sub-channel flow loop using a duct-type spacer grid with different configurations. Utilizing the wire-mesh sensor technology, the facility gives high resolution experimental data in both time and space. The experimental results indicate that the duct-type spacer grid is less effective in canceling the lift force effect than the egg-crate type spacer tested earlier.

Building a Roadmap for a Market Intelligence function in a Global B2B company

Tämän diplomityötutkimuksen tarkoituksena on luoda markkinaälyyn (MI) erikoistunut funktio suurelle, globaalisti toimivalle B2B-yritykselle. Tämän päivän muut-tuvilla markkinoilla, teollisuusyrityksen on oltava markkinalähtöinen selviytyäkseen. Markkinatiedon tehokas hyödyntäminen ei pelkästään luo tietoa markkinoista, vaan tuottaa kilpailukykyistä tietoa ja toimii strategisen päätöksenteon tukena pitkällä aikavälillä. Tämä tutkimus on kvalitatiivinen toimintatutkimus, joka sisältää kirjallisuuskat-sauksen, yritystapaustutkimuksen sekä syväanalyysin yrityksen MI-ympäristöstä. Kirjallisuuskatsaus pitää sisällään teoriaa liittyen markkinaälyyn useassa eri kon-tekstissa, asiakassuhteeseen, sekä prosessinmallintamiseen. Empiiriseen osaa seuraa tutkimusmenetelmäkappale, joka sisältää kaksivaiheisen tutkimuksen mukaan lu-kien 20 päällikkötason haastattelua sekä yhden laaja-alaisen työryhmätapaamisen. Työn tuloksena syntyy kolmivaiheinen tiekartta, jonka tarkoitus on toimia pohjana uuden MI-funktion rakentamiselle Case-yrityksessä. Tuloksen mukaan MI-funktio tulisi sijoittaa yrityksen asiakasrajapintaan sekä tukea yksiköiden välistä integraa-tiota. Markkinaälyn jakaminen yrityksen sisällä vaatii käytäntöjen, tarpeiden ja ta-voitteiden systemaattista viestintää eri organisaatiotasoille, jotta yritys voi edelleen saada asiakkaalta tarpeeseen vastaavaa tietoa. Viestintä yrityksen ja asiakkaan välil-lä on oltava molemminpuolista, jotta tulokset voisivat parantaa asiakassuhdetta. Kun asiakassuhde paranee, yritys voi oppia asiakkaalta arvokasta tietoa, markkinaälyä.

Tukimekanismeja ja tavoitekonflikteja Euroopan nykyisillä sähkömarkkinoilla : Uusiutuva energiapolitiikka

Eurooppalaisessa energiapolitiikassa päästökauppa ja uusiutuvan energian osuuden lisääminen sähköntuotannossa on nähty keskeisiksi keinoiksi edistää globaalien ilmastotavoitteiden saavuttamista. Käytännön tasolla näiden kahden tavoitteen rinnakkaiset ohjausmekanismit ovat kuitenkin johtaneet konflikteihin, joiden vaikutukset tulevat esiin satunnaisesti vaihtelevan uusiutuvan energian määrän noustessa huomattavan suureksi olemassa olevissa sähköjärjestelmissä, jotka ovat rakentuneet nykyiseen muotoonsa toisenlaisten paradigmojen vallitessa. Erityisesti hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtäävä päästökauppa on jäänyt kansallisten, usein satunnaisesti vaihtelevan aurinko- ja tuulisähkön lisäämiseen tähtäävien kohdennettujen teknologiatukien jalkoihin. Tuloksena on ollut esimerkiksi hiilen kannattavuuden paraneminen sähköntuotannossa suhteessa ilmaston kannalta huomattavasti edullisempaan kaasuun sekä sähkön vähittäishinnan voimakas nousu, joka heikentää kuluttajien ostovoimaa ja eurooppalaisten yritysten kilpailukykyä. Tämän raportin keskeiset havainnot voidaan tiivistää seuraavasti: 1. Päästökauppa on saatava toimivaksi, jotta hintaohjauksen kautta syntyy kannustin kustannustehokkaaseen sähköntuotannon hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Jos on tarvetta vielä nopeampaan hiilen käytön vähentämiseen, allokatiivisesti parhaimpana keinona on silloin käytettävä koordinoidusti toteutettua hiiliverotusta. 2. Investointeja sähkönsiirtoverkkoihin on lisättävä, jotta sähköä voidaan tuottaa siellä, missä se kulloinkin on kustannustehokkainta. Tämä koskee niin uusiutuvaa energiaa kuin perinteistäkin sähköntuotantoa. 3. Markkinahäiriöitä aiheuttavista ja päästövaikutuksiltaan usein haitallisista kansallisista tukijärjestelmistä tulee luopua. Tämä koskee niin perinteisiä kuin uusiutuviakin energiamuotoja. 4. Kaikilta energiamuodoilta tulee jatkossa edellyttää joko tuotantolaitosten joustavaa käyttöä tai vaihtoehtoisesti osallistumista sähköjärjestelmän joustavuuden lisäämisen kustannuksiin. 5. Yhteiseurooppalaisten energiamarkkinoiden, energiaunionin, syntyä tulee edistää, jotta varmistetaan sähköntuotantoon ja jakeluun käytettävien resurssien kohdentuminen sinne, missä se on kokonaistaloudellisesti tehokkainta eli toteuttaa parhaiten taloudellisuuden ja vähäpäästöisyyden idean. 6. Tukijärjestelmiä voidaan tarvittaessa käyttää teknologioiden ja innovaatioiden saamiseen markkinoille, mutta tällöin niiden on oltava kestoltaan lyhytaikaisia. Investointien arvioinneissa ja rahoitusjärjestelmissä on otettava nykyistä monipuolisemmin huomioon ilmastoon ja päästöihin liittyviä kustannus-hyöty -aspekteja. 7. Tarvitaan monipuolisempi analyysikehikko, jonka avulla eri sähköntuotantomuotojen kustannuksia ja hyötyjä vertaillaan keskenään. Tämän avulla voidaan kattavasti tunnistaa sellaisen säätökykyisen joustavan sähköntuotannon arvo, jolla on keskeinen rooli huolehdittaessa energian saannin varmuudesta ja energiajärjestelmän luotettavasta toiminnasta.

Digitaalisen valmistuksen vaikutus hitsatun rakenteen väsymiskestävyyteen

Tässä työssä tutkittiin kuinka eri tavoin rakenteen mallintaminen vaikuttaa laskettuun väsy-misikään. Työssä tutkittavana rakenteena toimi Sandvik Mining and Construction OY:n las-tauskoneen nostovarsi. Nostovarrelle väsytyskokeet suoritettiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston teräsrakenteiden laboratoriossa. Työn tavoitteena oli tutkia miten eri digitaalinen valmistuksen tasot vaikuttavat hitsatulle rakenteelle saatuun kestoikään. Työssä tutkittiin myös miten todellista geometriaa voidaan hyödyntää rakenteen kestoiän arvioinnissa. Väsytyskoejärjestely mallinnettiin FE-menetelmällä, ja järjestelystä tehtiin useita malleja käyttäen solidi- ja laattaelementtejä. Malleista laskettiin väsymisiät hot spot- ja tehollisen lovijännityksen menetelmällä, ja saatuja tuloksia vertailtiin toisiinsa ja väsytyskokeen tulok-siin. Väsytyskokeessa vaurioituneista kohdista tarkemman tutkimuksen kohteena oli nosto-varren palstalevyn kärki. Hot spot-menetelmällä saadut kestoiät vaihtelivat paikoin melko paljon eri mallien välillä. Tehollisen lovijännityksen menetelmällä saaduissa tuloksissa erot olivat pienempiä mallien välillä. FE-mallin ja venymäliuskojen jännitykset poikkesivat toisistaan paikoin melko pal-jon. Todellisen hitsatun rakenteen kestoikään vaikuttaa moni asia, ja täten FE-menetelmällä las-kettu kestoikä voi poiketa huomattavasti todellisesta kestoiästä. Varsinkin hot spot-menetel-mällä tulokset voivat poiketa hyvinkin paljon todellisuudesta, mikäli jännitystila tutkitta-vassa kohdassa on moniaksiaalinen. Todellisen geometrian mallintaminen vaatii tarkkuutta, ja alkuperäisdatan tulee olla mahdollisimman tarkkaa ja riittävän suurelta alueelta, jotta malli vastaa tarpeeksi todellista.

The role of nuclear power in the future energy system

Currently widely accepted consensus is that greenhouse gas emissions produced by the mankind have to be reduced in order to avoid further global warming. The European Union has set a variety of CO2 reduction and renewable generation targets for its member states. The current energy system in the Nordic countries is one of the most carbon free in the world, but the aim is to achieve a fully carbon neutral energy system. The objective of this thesis is to consider the role of nuclear power in the future energy system. Nuclear power is a low carbon energy technology because it produces virtually no air pollutants during operation. In this respect, nuclear power is suitable for a carbon free energy system. In this master's thesis, the basic characteristics of nuclear power are presented and compared to fossil fuelled and renewable generation. Nordic energy systems and different scenarios in 2050 are modelled. Using models and information about the basic characteristics of nuclear power, an opinion is formed about its role in the future energy system in Nordic countries. The model shows that it is possible to form a carbon free Nordic energy system. Nordic countries benefit from large hydropower capacity which helps to offset fluctuating nature of wind power. Biomass fuelled generation and nuclear power provide stable and predictable electricity throughout the year. Nuclear power offers better energy security and security of supply than fossil fuelled generation and it is competitive with other low carbon technologies.

Advanced biofuel production: Engineering metabolic pathways for butanol and propane biosynthesis.

Greenhouse gases emitted from energy production and transportation are dramatically changing the climate of Planet Earth. As a consequence, global warming is affecting the living conditions of numerous plant and animal species, including ours. Thus the development of sustainable and renewable liquid fuels is an essential global challenge in order to combat the climate change. In the past decades many technologies have been developed as alternatives to currently used petroleum fuels, such as bioethanol and biodiesel. However, even with gradually increasing production, the market penetration of these first generation biofuels is still relatively small compared to fossil fuels. Researchers have long ago realized that there is a need for advanced biofuels with improved physical and chemical properties compared to bioethanol and with biomass raw materials not competing with food production. Several target molecules have been identified as potential fuel candidates, such as alkanes, fatty acids, long carbon‐chain alcohols and isoprenoids. The current study focuses on the biosynthesis of butanol and propane as possible biofuels. The scope of this research was to investigate novel heterologous metabolic pathways and to identify bottlenecks for alcohol and alkane generation using Escherichia coli as a model host microorganism. The first theme of the work studied the pathways generating butyraldehyde, the common denominator for butanol and propane biosynthesis. Two ways of generating butyraldehyde were described, one via the bacterial fatty acid elongation machinery and the other via partial overexpression of the acetone‐butanol‐ethanol fermentation pathway found in Clostridium acetobutylicum. The second theme of the experimental work studied the reduction of butyraldehyde to butanol catalysed by various bacterial aldehyde‐reductase enzymes, whereas the final part of the work investigated the in vivo kinetics of the cyanobacterial aldehyde deformylating oxygenase (ADO) for the generation of hydrocarbons. The results showed that the novel butanol pathway, based on fatty acid biosynthesis consisting of an acyl‐ACP thioesterase and a carboxylic acid reductase, is tolerant to oxygen, thus being an efficient alternative to the previous Clostridial pathways. It was also shown that butanol can be produced from acetyl‐CoA using acetoacetyl CoA synthase (NphT7) or acetyl‐CoA acetyltransferase (AtoB) enzymes. The study also demonstrated, for the first time, that bacterial biosynthesis of propane is possible. The efficiency of the system is clearly limited by the poor kinetic properties of the ADO enzyme, and for proper function in vivo, the catalytic machinery requires a coupled electron relay system.