Applying Nordic Energy Efficiency and Renewable Energy Solutions in Kaliningrad Oblast, Russia

RENSOL (Regional Energy Solutions) project deals with the use of energy efficiency and renewable energy solutions in Kaliningrad Oblast to tackle climate change. Overall objective of the RENSOL work package 1 is to build awareness and knowledge on solutions for energy efficient buildings and street lightning applications. The project report describes available solutions to improve housing energy efficiency.

Ympäristöjärjestelmän rakentaminen ja sen haasteet Lappeenrannan teknillisellä yliopistolla

Lappeenrannan teknilliselle yliopistolle on rakennettu ISO14001-mukaista ympäristöjärjestelmää. Tässä diplomityössä tarkastellaan rakentamisen vaiheita sekä etsitään ratkaisuja rakentamisen aikana ilmeneviin haasteisiin. Teoriaosassa keskitytään ympäristö- ja kestävän kehityksen toimintaan yliopistoissa sekä ISO14001-standardin mukaisiin ympäristöjärjestelmiin. Ympäristöjärjestelmää rakennettaessa luodaan ympäristöpolitiikka sekä arvioidaan ja valitaan yliopiston merkittävimmät ympäristönäkökohdat. Näkökohdille luodaan päämäärät, tavoitteet ja ohjelmat. Lisäksi työssä tarkastellaan lakisääteisiä vaatimuksia ja luodaan menetelmiä dokumentointiin, koulutukseen, poikkeamien havainnointiin ja sisäiseen auditointiin. Yliopistolle on mahdollista rakentaa toimiva ympäristöjärjestelmä, mutta se vaatii aika- ja taloudellisten resurssien lisäksi myös vahvan tuen ylimmältä johdolta sekä halua ajaa muutos organisaatioon.

Making the impact on research and society: a case study - open repository and crowdsourcing solutions developed for the Finno-Ugric Digitization Pilot Project at the National Library of Finland

Jussi-Pekka Hakkaraisen esitys 24. Kansainvälisessä tieteen-, teknologian ja lääketieteen historian kongressissa (24th International Congress of History of Science, Technology and Medicine) Manchesterissa 26.7.2013

Syvää vai pelkästään tiheää : neuvostoliittolaisen ja venäläisen sotataidollisen ajattelun lähtökohdat, kehittyminen, soveltaminen käytäntöön ja nykytilanne. Näkökulmana 1920- ja 1930-luvun syvän taistelun ja operaation opit

Sosialistisen vallankumouksen jälkeen Neuvosto-Venäjän oli monien muiden kysymysten ohella ratkaistava sosialismin saavutusten puolustaminen. Aluksi ratkaisuksi suunniteltiin vapaaehtoisuuteen perustuvaa punakaartia, mutta riittävän miesvahvuuden turvaamiseksi päädyttiin yleiseen asevelvollisuuteen. Pian Venäjän sisällissodan jälkeen sotataidon suunta painottui enemmän vanhan armeijan asiantuntijoiden näkemysten kuin vallankumoussankarien kokemusten mukaiseksi, vaikka Frunzen puna-armeijalle kirjoittama doktriini perustui luokkataisteluun ja korosti sisällissodassa hyväksi koettua operatiivista liikkuvuutta. Neuvostoliiton ja Venäjän sotataidon perustana on Pietari I:n aloittama länsimainen suuntaus, jota kuitenkin täydentävät vahvat kansalliset piirteet. Venäläisen sotataidon henkisenä isänä voidaan hyvällä syyllä pitää Aleksandr Suvorovia, jonka opetukset näkyvät tekstilainausten lisäksi myös periaatteissa ja sotilaskasvatuksessa. Napoleonin sotien jälkeen perustettu Keisarillinen yleisesikunta-akatemia loi Venäjälle sotatieteellisen tutkimuksen ja opetuksen. Sotatieteen mahdollisuuksia ei 1800-luvun Venäjällä osattu täysin hyödyntää. Aseistuksen kasvavan tehon merkitystä vähättelevä asenne johti sotataidon taantumisen ja katastrofiin Venäjän–Japanin sodassa. Sen kokemuksia analysoidessaan Aleksandr Neznamov kehitti edelleen saksalaista operaation käsitettä ja loi perustan Neuvostoliitossa 1920-luvulla kehitetylle operaatiotaidolle. Neuvostoliittolaisen sotataidon päämääränä oli kehittää taktinen ja operatiivinen ratkaisu aseistuksen tehon kasvun aikaansaamaan puolustuksen ylivoimaisuuteen. Ratkaisussa hyödynnettiin brittien kokemuksia ja tutkimusta. Neuvostoliittolainen taktiikka ja operaatiotaito eivät kuitenkaan olleet brittiläisen mekanisoidun sodankäynnin tai saksalaisen salamasodan itäinen kopioita vaan itsenäisiin ratkaisuihin pohjautuvia. Syvän taistelun ja operaation teoriaa kokeiltiin harjoituksissa, ja sitä kehitettiin Stalinin vuoden 1937 puhdistuksiin saakka. Toisen maailmansodan taisteluissa puna-armeija sovelsi alkuvaiheen katastrofin jälkeen syvän taistelun ja syvän operaation oppeja. Komentajien ja joukkojen taito ei riittänyt teorian vaatimusten mukaiseen toimintaan, siksi syväksi aiotusta taistelusta tuli ajoittain ainoastaan tiheää. Suuren isänmaallisen sodan kokemusten perusteella neuvostoliittolainen sotatiede kehitti yleisjoukkojen taistelun periaatteet, jotka ovat säilyneet muuttumattomina nykypäivään saakka. Kylmän sodan aikakaudella ydin- ja tavanomaisen aseistuksen merkitys sodan ja taistelun kuvassa vaihteli. Lännen sotataidon ja aseteknologian kehitys pakotti Neuvostoliiton siirtymään 1980-luvulla sotilaallisessa ajattelussaan hyökkäyksestä puolustukseen. Neuvostoliiton hajoamisen jälkeen Venäjän sotilaallisen turvallisuuden takaajana on ydinaseistus. Yhdysvaltain tavanomainen ilma-avaruushyökkäyskyky vaatii Venäjää kehittämään torjuntajärjestelmiä. Tavanomaisten joukkojen rakentamisessa Venäjä seuraa tarkasti läntisen sotataidon kehittymistä, mutta pitäytyy omaperäisiin ratkaisuihin, joiden kehittämisessä sen vahvalla sotatieteellisellä järjestelmällä ja dialektisen materialismin metodilla on edelleen olennaisen tärkeä merkitys.

Developing Bioimage Informatics – from Microscopy to Software Solutions – with alpha2beta1 Integrin as a Case Study

Biokuvainformatiikan kehittäminen – mikroskopiasta ohjelmistoratkaisuihin – sovellusesimerkkinä α2β1-integriini Kun ihmisen genomi saatiin sekvensoitua vuonna 2003, biotieteiden päätehtäväksi tuli selvittää eri geenien tehtävät, ja erilaisista biokuvantamistekniikoista tuli keskeisiä tutkimusmenetelmiä. Teknologiset kehitysaskeleet johtivat erityisesti fluoresenssipohjaisten valomikroskopiatekniikoiden suosion räjähdysmäiseen kasvuun, mutta mikroskopian tuli muuntua kvalitatiivisesta tieteestä kvantitatiiviseksi. Tämä muutos synnytti uuden tieteenalan, biokuvainformatiikan, jonka on sanottu mahdollisesti mullistavan biotieteet. Tämä väitöskirja esittelee laajan, poikkitieteellisen työkokonaisuuden biokuvainformatiikan alalta. Väitöskirjan ensimmäinen tavoite oli kehittää protokollia elävien solujen neliulotteiseen konfokaalimikroskopiaan, joka oli yksi nopeimmin kasvavista biokuvantamismenetelmistä. Ihmisen kollageenireseptori α2β1-integriini, joka on tärkeä molekyyli monissa fysiologisissa ja patologisissa prosesseissa, oli sovellusesimerkkinä. Työssä saavutettiin selkeitä visualisointeja integriinien liikkeistä, yhteenkeräytymisestä ja solun sisään siirtymisestä, mutta työkaluja kuvainformaation kvantitatiiviseen analysointiin ei ollut. Väitöskirjan toiseksi tavoitteeksi tulikin tällaiseen analysointiin soveltuvan tietokoneohjelmiston kehittäminen. Samaan aikaan syntyi biokuvainformatiikka, ja kipeimmin uudella alalla kaivattiin erikoistuneita tietokoneohjelmistoja. Tämän väitöskirjatyön tärkeimmäksi tulokseksi muodostui näin ollen BioImageXD, uudenlainen avoimen lähdekoodin ohjelmisto moniulotteisten biokuvien visualisointiin, prosessointiin ja analysointiin. BioImageXD kasvoi yhdeksi alansa suurimmista ja monipuolisimmista. Se julkaistiin Nature Methods -lehden biokuvainformatiikkaa käsittelevässä erikoisnumerossa, ja siitä tuli tunnettu ja laajalti käytetty. Väitöskirjan kolmas tavoite oli soveltaa kehitettyjä menetelmiä johonkin käytännönläheisempään. Tehtiin keinotekoisia piidioksidinanopartikkeleita, joissa oli "osoitelappuina" α2β1-integriinin tunnistavia vasta-aineita. BioImageXD:n avulla osoitettiin, että nanopartikkeleilla on potentiaalia lääkkeiden täsmäohjaussovelluksissa. Tämän väitöskirjatyön yksi perimmäinen tavoite oli edistää uutta ja tuntematonta biokuvainformatiikan tieteenalaa, ja tämä tavoite saavutettiin erityisesti BioImageXD:n ja sen lukuisten julkaistujen sovellusten kautta. Väitöskirjatyöllä on merkittävää potentiaalia tulevaisuudessa, mutta biokuvainformatiikalla on vakavia haasteita. Ala on liian monimutkainen keskimääräisen biolääketieteen tutkijan hallittavaksi, ja alan keskeisin elementti, avoimen lähdekoodin ohjelmistokehitystyö, on aliarvostettu. Näihin seikkoihin tarvitaan useita parannuksia,

Making the impact on research and society : a case study: crowdsourcing solutions developed for the linguistic research and citizen science

Can crowdsourcing solutions serve many masters? Can they be beneficial for both, for the layman or native speakers of minority languages on the one hand and serious linguistic research on the other? How did an infrastructure that was designed to support linguistics turn out to be a solution for raising awareness of native languages? Since 2012 the National Library of Finland has been developing the Digitisation Project for Kindred Languages, in which the key objective is to support a culture of openness and interaction in linguistic research, but also to promote crowdsourcing as a tool for participation of the language community in research. In the course of the project, over 1,200 monographs and nearly 111,000 pages of newspapers in Finno-Ugric languages will be digitised and made available in the Fenno-Ugrica digital collection. This material was published in the Soviet Union in the 1920s and 1930s, and users have had only sporadic access to the material. The publication of open-access and searchable materials from this period is a goldmine for researchers. Historians, social scientists and laymen with an interest in specific local publications can now find text materials pertinent to their studies. The linguistically-oriented population can also find writings to delight them: (1) lexical items specific to a given publication, and (2) orthographically-documented specifics of phonetics. In addition to the open access collection, we developed an open source code OCR editor that enables the editing of machine-encoded text for the benefit of linguistic research. This tool was necessary since these rare and peripheral prints often include already archaic characters, which are neglected by modern OCR software developers but belong to the historical context of kindred languages, and are thus an essential part of the linguistic heritage. When modelling the OCR editor, it was essential to consider both the needs of researchers and the capabilities of lay citizens, and to have them participate in the planning and execution of the project from the very beginning. By implementing the feedback iteratively from both groups, it was possible to transform the requested changes as tools for research that not only supported the work of linguistics but also encouraged the citizen scientists to face the challenge and work with the crowdsourcing tools for the benefit of research. This presentation will not only deal with the technical aspects, developments and achievements of the infrastructure but will highlight the way in which user groups, researchers and lay citizens were engaged in a process as an active and communicative group of users and how their contributions were made to mutual benefit.

Toward a-state-of-the-art IR copyright management system: a needs assessment

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Analyses of the usefulness of Software Defined Storage Solutions for Web-based Digital Preservation Applications

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

ReShare and ReCollect: EPrints data repository solutions developed at the UK Data Archive

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Strong magnetic field pulse generator

High magnetic fields and extremely low temperatures are essential in the study of new semiconductor materials for example in the field of spintronics. Typical phenomenons that arise in such conditions are: Hall Effect, Anomalous Hall effect and Shubnikov de-Haas effect. In this thesis a device capable for such conditions was described. A strong magnetic field pulse generator situated in the laboratory of physics and the Lappeenranta University of Technology was studied. The device is introduced in three parts. First one is the pulsed field magnetic generator, which is responsible for generating the high magnetic field. Next one is the measurement systems, which are responsible for monitoring the sample and the system itself. The last part describes the cryostat system, which allows the extremely cold temperatures in the system.

Liquid cooling solutions for rotating permanent magnet synchronous machines

In the design of electrical machines, efficiency improvements have become very important. However, there are at least two significant cases in which the compactness of electrical machines is critical and the tolerance of extremely high losses is valued: vehicle traction, where very high torque density is desired at least temporarily; and direct-drive wind turbine generators, whose mass should be acceptably low. As ever higher torque density and ever more compact electrical machines are developed for these purposes, thermal issues, i.e. avoidance of over-temperatures and damage in conditions of high heat losses, are becoming of utmost importance. The excessive temperatures of critical machine components, such as insulation and permanent magnets, easily cause failures of the whole electrical equipment. In electrical machines with excitation systems based on permanent magnets, special attention must be paid to the rotor temperature because of the temperature-sensitive properties of permanent magnets. The allowable temperature of NdFeB magnets is usually significantly less than 150 ˚C. The practical problem is that the part of the machine where the permanent magnets are located should stay cooler than the copper windings, which can easily tolerate temperatures of 155 ˚C or 180 ˚C. Therefore, new cooling solutions should be developed in order to cool permanent magnet electrical machines with high torque density and because of it with high concentrated losses in stators. In this doctoral dissertation, direct and indirect liquid cooling techniques for permanent magnet synchronous electrical machines (PMSM) with high torque density are presented and discussed. The aim of this research is to analyse thermal behaviours of the machines using the most applicable and accurate thermal analysis methods and to propose new, practical machine designs based on these analyses. The Computational Fluid Dynamics (CFD) thermal simulations of the heat transfer inside the machines and lumped parameter thermal network (LPTN) simulations both presented herein are used for the analyses. Detailed descriptions of the simulated thermal models are also presented. Most of the theoretical considerations and simulations have been verified via experimental measurements on a copper tooth-coil (motorette) and on various prototypes of electrical machines. The indirect liquid cooling systems of a 100 kW axial flux (AF) PMSM and a 110 kW radial flux (RF) PMSM are analysed here by means of simplified 3D CFD conjugate thermal models of the parts of both machines. In terms of results, a significant temperature drop of 40 ̊C in the stator winding and 28 ̊C in the rotor of the AF PMSM was achieved with the addition of highly thermally conductive materials into the machine: copper bars inserted in the teeth, and potting material around the end windings. In the RF PMSM, the potting material resulted in a temperature decrease of 6 ̊C in the stator winding, and in a decrease of 10 ̊C in the rotor embedded-permanentmagnets. Two types of unique direct liquid cooling systems for low power machines are analysed herein to demonstrate the effectiveness of the cooling systems in conditions of highly concentrated heat losses. LPTN analysis and CFD thermal analysis (the latter being particularly useful for unique design) were applied to simulate the temperature distribution within the machine models. Oil-immersion cooling provided good cooling capability for a 26.6 kW PMSM of a hybrid vehicle. A direct liquid cooling system for the copper winding with inner stainless steel tubes was designed for an 8 MW directdrive PM synchronous generator. The design principles of this cooling solution are described in detail in this thesis. The thermal analyses demonstrate that the stator winding and the rotor magnet temperatures are kept significantly below their critical temperatures with demineralized water flow. A comparison study of the coolant agents indicates that propylene glycol is more effective than ethylene glycol in arctic conditions.

Co-creating value with customers as a new approach of entering new market

Global trends associated with development of information technology, globalization, industrial and economic changes are influencing on company and customer domains and thus transforming company-customer relationship. The company centric paradigm with a strong product focus shifts to a customer oriented one with a strong emphasis on customer collaboration. As a result, the customer role changes from a passive observer to an active player. Moreover, global trends contribute to transformation of competitive environment making it tougher and simplifying an access to resources previously considered as unique. All that factors push the companies towards cooperation with customers in order to identify unarticulated needs and finding the best possible solution to existing customer problems. The Master’s Thesis is done for Outotec (Lappeenranta) which considers extension of dewatering business in Russian coal market. Research aims to identify key features of coal preparation and dewatering of fine coal and tailings in Russian preparation plants; analyze the state of Russian coal market and evaluate market potential for Outotec dewatering solutions. The study has a qualitative nature and implements an action research methodology that involves both creation of knowledge and introduction of changes into the system. The base for taking actions is formed by theoretical framework that targets on describing company - customer interaction and has selected co-creation as the most appropriate method of customer involvement. The integration of co-creation approach into an action research cycle allows not only fulfilling the research objectives but also facilitates organizational learning and intraorganizational collaboration, assists in establishing customer contacts and making the first steps into the market, bringing new joint projects to the company and opening real business opportunities.