Mechanical design and analysis of modular active magnetic bearing test rig

Tässä työssä on tutkittu modulaarisen aktiivimagneettilaakeroidun koelaitteen mekaanista suunnittelua ja analysointia. Suurnopeusroottorin suunnittelun teoria on esitelty. Lisäksi monia analyyttisiä mallinnusmenetelmiä mekaanisten kuormitusten mallintamiseksi on esitelty. Koska kyseessä on suurnopeussähkökone, roottoridynamiikka ja sen soveltuvuus suunnittelussa on esitelty. Magneettilaakerien rakenteeseen ja toimintaan on tutustuttu osana tätä työtä. Kirjallisuuskatsaus nykyisistä koelaitteista esimerkiksi komponenttien ominaisuuksien tunnistamiseen ja roottoridynamiikan tutkimuksiin on esitelty. Työn rajauksena on konseptisuunnittelu muunneltavalle magneettilaakeroidulle (AMB) koelaitteelle ja suunnitteluprosessin dokumentointi. Muunneltavuuteen päädyttiin, koska se mahdollistaa erilaisten komponenttiasetteluiden testaamisen erilaisille magneettilaakerikokoonpanoille ja roottoreille. Pääpaino tässä työssä on suurnopeus induktiokoneen roottorin suunnittelussa ja mallintamisessa. Modulaaristen toimilaitteiden kuten magneettilaakerien ja induktiosähkömoottorin rakenne on esitelty ja modulaarisen rakenteen käytettävyyden hyödyistä koelaitekäytössä on dokumentoitu. Analyyttisiä ja elementtimenetelmään perustuvia tutkimusmenetelmiä on käytetty tutkittaessa suunniteltua suurnopeusroottoria. Suunnittelun ja analysoinnin tulokset on esitelty ja verrattu keskenään eri mallinnusmenetelmien välillä. Lisäksi johtopäätökset sähkömagneettisten osien liittämisen monimutkaisuudesta ja vaatimuksista roottoriin ja toimilaitteisiin sekä mekaanisten että sähkömagneettisten ominaisuuksien optimoimiseksi on dokumentoitu.

Macroalgae across environmental gradients : tools for managing rocky coastal areas of the northern Baltic Sea

Macroalgae are the main primary producers of the temperate rocky shores providing a three-dimensional habitat, food and nursery grounds for many other species. During the past decades, the state of the coastal waters has deteriorated due to increasing human pressures, resulting in dramatic changes in coastal ecosystems, including macroalgal communities. To reverse the deterioration of the European seas, the EU has adopted the Water Framework Directive (WFD) and the Marine Strategy Framework Directive (MSFD), aiming at improved status of the coastal waters and the marine environment. Further, the Habitats Directive (HD) calls for the protection of important habitats and species (many of which are marine) and the Maritime Spatial Planning Directive for sustainability in the use of resources and human activities at sea and by the coasts. To efficiently protect important marine habitats and communities, we need knowledge on their spatial distribution. Ecological knowledge is also needed to assess the status of the marine areas by involving biological indicators, as required by the WFD and the MSFD; knowledge on how biota changes with human-induced pressures is essential, but to reliably assess change, we need also to know how biotic communities vary over natural environmental gradients. This is especially important in sea areas such as the Baltic Sea, where the natural environmental gradients create substantial differences in biota between areas. In this thesis, I studied the variation occurring in macroalgal communities across the environmental gradients of the northern Baltic Sea, including eutrophication induced changes. The aim was to produce knowledge to support the reliable use of macroalgae as indicators of ecological status of the marine areas and to test practical metrics that could potentially be used in status assessments. Further, the aim was to develop a methodology for mapping the HD Annex I habitat reefs, using the best available data on geology and bathymetry. The results showed that the large-scale variation in the macroalgal community composition of the northern Baltic Sea is largely driven by salinity and exposure. Exposure is important also on smaller spatial scales, affecting species occurrence, community structure and depth penetration of algae. Consequently, the natural variability complicates the use of macroalgae as indicators of human-induced changes. Of the studied indicators, the number of perennial algal species, the perennial cover, the fraction of annual algae, and the lower limit of occurrence of red and brown perennial algae showed potential as usable indicators of ecological status. However, the cumulated cover of algae, commonly used as an indicator in the fully marine environments, showed low responses to eutrophication in the area. Although the mere occurrence of perennial algae did not show clear indicator potential, a distinct discrepancy in the occurrence of bladderwrack, Fucus vesiculosus, was found between two areas with differing eutrophication history, the Bothnian Sea and the Archipelago Sea. The absence of Fucus from many potential sites in the outer Archipelago Sea is likely due to its inability to recover from its disappearance from the area 30-40 years ago, highlighting the importance of past events in macroalgal occurrence. The methodology presented for mapping the potential distribution and the ecological value of reefs showed, that relatively high accuracy in mapping can be achieved by combining existing available data, and the maps produced serve as valuable background information for more detailed surveys. Taken together, the results of the theses contribute significantly to the knowledge on macroalgal communities of the northern Baltic Sea that can be directly applied in various management contexts.

Early modes of exegesis : ideal figures in Malachi as a test case

Antikens judiska bibeltolkare hade ett annorlunda sätt att läsa Bibeln än den som moderna läsare är vana vid. Dessa tidiga exegeter tänkte att texten som nu finns i den hebreiska Bibeln, de kristnas Gamla Testamente, är helig ordagrant i den form som den fanns i under deras tid, att den inte innehåller några fel, och att Gud har en övergripande plan gällande helheten, så att man vid behov kan förklara ett Bibelställe med hjälp av ett annat. Dessa antaganden reflekteras i det sätt på vilket antikens exegeter läste och tolkade sin Bibel. Det här ser man då man läser deras texter, från 400-talet före vår tideräknings början till de första århundradena enligt vår tideräkning. Ett verktyg som antikens skrifttolkare ofta använde var den så kallade gezera shava -metoden, där de jämförde identiska ord och fraser i Bibeln för att skänka belysning åt oklara textställen. Hebreiskan, särskilt den ovokaliserade konsonanttexten, innehåller många homonyma ord, alltså ord som ser likadana ut men har olika betydelser. De tidiga exegeterna utnyttjade ofta de möjligheter till alternativa tolkningar som uppstår ur denna tvetydighet. Ibland kunde de dock tvärtom också dra paralleller ur kontextuella likheter, alltid efter behov. I denna avhandling står dessa tidiga anonyma bibeltolkare och deras tolkningar i fokus. Malakis bok, som härstammar från ca år 475 f.v.t., kan ses som ett viktigt tidigt exempel på denna tendens till nytolkning av traditioner. Boken själv har dock också blivit föremål till nytolkningar, redan i de tilläggsverser som finns i dess slut, men särskilt i senare judisk litteratur och i Nya Testamentet. I avhandlingen granskas de fem bibliska gestalter som nämns i Malaki: Jakob, Esau, Levi, Mose och Elia. Hur används de i boken och hur har senare traditioner som anknyter till dem influerats av Malaki? ------------------------------------------------ Antiikin juutalaiset raamatunselittäjät lukivat Raamattua eri tavoin kuin moderni lukija. Heidän näkemyksensä mukaan se teksti, joka nykyään löytyy heprealaisesta Raamatusta eli kristittyjen Vanhasta testamentista, oli pyhä juuri sellaisessa muodossa, jossa se oli heille välittynyt. Se oli virheetön, ja Jumalalla oli siitä kokonaisnäkemys, joka voisi selvitä myös tulkitsijalle, kun tämä vain tutkisi tekstiä riittävän tarkkaan. Nämä perusoletukset näkyvät tavassa, jolla antiikin eksegeetit lukivat ja tulkitsivat Raamattuaan. Se voidaan huomata heidän jälkeensä jättämistään teksteistä, alkaen noin 400-luvulta ennen ajanlaskumme alkua ja jatkuen ajanlaskumme ensimmäisiin vuosisatoihin. Antiikin raamatunselittäjät käyttivät yleisesti muun muassa metodia, joka rabbiinisessa kirjallisuudessa tunnetaan nimellä gezera shava. Raamatussa kahdessa tai useammassa kohtaa esiintyviä samoja sanoja ja ilmauksia verrattiin tällöin toisiinsa ja pyrittiin siten saamaan valaistusta epäselvinä pidettyihin tekstinkohtiin. Heprealle, etenkin sen vokalisoimattomassa muodossa, on tyypillistä homonyymisyys. Samannäköiset sanat voivat eri yhteyksissä tarkoittaa eri asioita. Varhaiset eksegeetit päätyivät usein tästä ilmiöstä nouseviin, keskenään vaihtoehtoisiin tulkintoihin. Toisaalta he saattoivat myös tarvittaessa selittää tekstinkohtaa toisella tekstinkohdalla ainoastaan näiden sisällöllisenkin yhtäläisyyden perusteella. Tässä väitöstutkimuksessa tarkastellaan näitä varhaisia, meille nimettömiksi jääneitä raamatunselittäjiä ja heidän tulkintojaan käyttämällä tutkimuksen lähtökohtana Malakian kirjaa. Malakiaa, joka on peräisin noin vuodelta 475 ennen ajanlaskumme alkua, voidaan pitää yhtenä tärkeimmistä ja varhaisimmista teksteistä, joissa traditioita yhdistellään ja kerrotaan uudelleen edellä mainittuihin perusajatuksiin nojaten ja niihin pohjautuvia menetelmiä käyttäen. Toisaalta Malakian kirjaa on myös tulkittu samojen periaatteiden mukaisesti jo sen myöhemmältä ajalta peräisin olevissa loppujakeissa, ja sittemmin muussa varhaisessa juutalaisessa kirjallisuudessa sekä Uudessa testamentissa. Väitöstutkimuksessa tarkastellaan erityisesti niitä viittä henkilöä, jotka mainitaan Malakian kirjassa: Jaakobia, Esauta, Leeviä, Moosesta ja Eliaa. Kirjoittaja tutkii, miten heidän hahmojaan on käytetty Malakian kirjassa, millaisiin heitä koskeviin traditioihin tämä käyttötapa perustuu, ja missä määrin Malakian kirjan vaikutus on havaittavissa myöhemmässä näihin henkilöihin liitetyssä perinteessä.

Pulssimuodon vaikutus valokaaren käytettävyyteen pulssi-MIG/MAG-hitsauksessa

Käytettävyydeltään huippuluokkaa olevan pulssi-MIG/MAG-hitsausvalokaaren toteuttaminen vaatii runsaasti tietoa eri pulssiparametreista ja niiden vaikutuksista hitsaukseen. Näihin vaikutuksiin liittyvä tieteellinen tutkimus on ollut melko vähäistä. Erityisesti tieto pulssimuodon vaikutuksista hitsausääneen on perustunut lähinnä kokemuksen tuomaan tuntumaan. Tässä diplomityössä tutkittiin pulssimuodon vaikutusta valokaaren käytettävyyteen pulssi-MIG/MAG-hitsauksessa. Käytettävyys käsittää tässä tapauksessa hitsausäänen, hitsin geometrian ja hitsausominaisuudet. Tutkimuksen alussa perehdyttiin kirjallisuuteen ja tuoreimpiin tutkimuksiin, jonka jälkeen vertailtiin erilaisia pulssimuotoja keskenään hitsauskokeiden avulla. Hitsausääneen ja hitsin geometriaan liittyvät kokeet suoritettiin mekanisoidusti. Hitsausääneen liittyvät mittaukset suoritettiin luokan 1 äänitasomittarilla ja tuloksia analysoitiin tietokoneohjelmistolla. Hitsien geometrioiden vertailu suoritettiin makrohietutkimuksena. Hitsausominaisuuksia tutkittiin suurnopeuskameran ja oskilloskoopin, sekä lopulta käsinhitsauskokeiden avulla. Kaikissa koevaiheissa pulssimuodon tarkasteluun käytettiin oskilloskooppia. Lisäksi käytössä oli toinen oskilloskooppi, jolla tarkasteltiin hitsausvirran spektriä. Pulssimuodon muokkaamiseen käytettiin erillistä tietokoneohjelmaa. Työn kokeellinen osuus keskittyi pulssi-MAG-hitsaukseen. Pulssimuotoa muokkaamalla saatiin aikaan miellyttävämpi hitsausääni. Lisäksi havaittiin, että pulssimuotoa muokkaamalla hitsistä saadaan kapeampi, jolloin juuritunkeumaa saavutetaan enemmän. Käsinhitsauskokeet osoittivat muokatun pulssimuodon olevan myös hitsaajan näkökulmasta käytettävyydeltään paras pulssimuoto. Erityisesti valokaaren vakaus ja kohdistuvuus sekä suurien hitsausnopeuksien sietokyky olivat muokatun pulssimuodon etuja. Selviä haittavaikutuksia pulssimuodon muokkaamiselle ei löydetty.