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.

Kolmiulotteisen kulttuuriperintökohteen digitointiprosessi

Dokumenttien, valokuvien, videon ja äänen digitoinnin rinnalle on syntynyt tarve digitoida kohteita kolmiulotteisesti. Kolmiulotteinen digitointi asettaa digitoinnille uusia haasteita, sillä kohteista on kerättävissä hyvin paljon dataa. Digitointia varten tarvitaan siis prosessi jossa määritellään mitä kohteesta tulee digitoida ja miten tämä tehdään, jotta työ pystytään tekemään järkevässä ajassa järkevin kustannuksin. Työssä tutkittiin kirjallisuustutkimuksen ja kolmen digitointikohteen kautta miten prosessi tulisi muodostaa. Lopputuloksena muotoutui prosessimalli, jossa vaiheittain toteutetaan erilaisten työryhmien kanssa digitointisuunnitelma, laitevalinnat sekä digitointityö. Prosessin avulla digitointihankkeen suunnittelu helpottuu ja kustannusten sekä projektin etenemisen esittely asiakkaalle on yksinkertaista.

Kalvosuodatuksen ja adsorption yhdistäminen biojalostamon erotusprosesseissa

Tässä diplomityössä tutkittiin kalvosuodatuksen ja adsorption yhdistämistä biojalostamon erotusprosesseissa. Työn kirjallisuusosassa käsitellään hemiselluloosien erottamista puusta, kalvosuodatusta hemiselluloosien käsittelyssä sekä hemiselluloosien pilkkomista sokereiksi ja sokereiden kromatografista erotusta. Kokeellisessa osassa tutkittiin hemiselluloosahydrolysaatin fraktioimista kalvosuodatuksella ja adsorbenttikäsittelyn vaikutusta hydrolysaatin suodatettavuuteen. Kokeellisessa osassa tutkittiin myös fraktioinnin vaikutusta hartsien likaantumiseen happohydrolyysin jälkeisessä kromatografisessa erotuksessa. Työssä kokeiltiin useita erilaisia kalvoja, mutta suurin osa suodatuksista tehtiin regeneroidusta selluloosasta valmistetulla kalvolla UC030 ja polyeetterisulfoni kalvolla UFX5. Esikäsittelyyn käytettiin XAD16 adsorbenttia ja hartsien likaantumista tutkittiin CS12GC Na+ hartsilla. Suodatuskokeet tehtiin sekä laboratoriomittakaavan Amicon-suodattimella että pilot-mittakaavan CR- suodattimella. Työn tulokset osoittivat, että konsentroituneen hemiselluloosafraktion tuottaminen tehokkaasti ei onnistu kalvosuodatuksella ilman esikäsittelyä. Kalvon likaantumisen vuoksi permeaattivuo laski hyvin nopeasti niin alhaiseksi, ettei suodatuksen jatkaminen olisi taloudellisesti kannattavaa. Hydrolysaatin esikäsittely XAD16 adsorbentillä poisti tehokkaasti kalvoja likaavia uuteaineita ja ligniiniä. Adsorbenttikäsittelyn jälkeen hydrolysaatin suodattaminen onnistui ilman permeaattivuon huomattavaa alenemista toisessa suodatusvaiheessa ja saatiin aikaiseksi hyvin konsentroitunut hemiselluloosafraktio.

Reglering och förvaltning av produktions- och slaktdjurs välbefinnande : en offentligrättslig undersökning

Djur och djurskyddet hör till ett rättsligt regleringsområde som inte varit föremål för omfattande rättsvetenskaplig forskning i vårt land även om intresset för djurs välbefinnande ökat både i samhället och inom EU. Avhandlingen har avfattats som en artikelavhandling och är en offentligrättslig studie om djurskyddslagstiftningen och förvaltningen av djurskyddsärenden i Finland. Tematiken har behandlats både ur djurens och djurens ägares eller innehavares synvinkel med utgångspunkt i djurskyddslagstiftningen och förvaltningen av djurskyddsärenden i Finland. Forskningen är fokuserad huvudsakligen på skyddet av och välbefinnandet hos produktions- och slaktdjur även om bland annat de begrepp som granskas också berör andra djurkategorier. De övergripande frågeställningarna i avhandlingen är två. För det första, vad är det som avses med djurs välbefinnande och skydd i regleringen av djurskyddet och för det andra, hur realiseras dessa i djurskyddsmyndigheternas förvaltningsverksamhet? I forskningen presenteras och diskuteras bland annat en ny begreppskonstruktion: djurs rättsliga välbefinnande. Den empiriska delen i avhandlingen omfattar förvaltningsverksamheten inom området av djurskydd under åren 1996–2006. Sammanlagt 10468 dokument som upprättats av djurskyddsmyndigheten i samband med verkställandet av djurskyddsövervakning ingår i undersökningen. Forskningen utmynnar i en åtgärdsförteckning med förslag till utvecklingen av området för djurskydd.

Osuuspankin menestyminen ja sen arviointi

Voitto ja yrityksen menestyminen ymmärretään usein symboleiksi keskenään. Tästä johtuen myös yleisesti käytössä olevat yritystoiminnan menestysmittarit pohjautuvat voittoon. Tämä tutkielma yrittää kuvata ja ymmärtää, mitä menestyminen on OP- Pohjola -ryhmän osuuspankeissa. Koska osuuspankin toiminnan tavoite on tyydyttää jäsentarpeet tarjoamalla laadukkaita ja kilpailukykyisiä palveluita, on voitto -pohjaisten menestysmittareiden käyttö niissä kyseenalaista. Tutkimusongelmaan pyritään vastaamaan tehtyjen asiantuntijahaastatteluiden pohjalta. Tutkimuksessa selvisi, että osuuskunnille sopivia menestysmittareita ei ole kehitetty juuri lainkaan. Osuuspankkien kohdalla taloudellisten, voitto- pohjaisten menestysmittareiden käyttö nähtiin jopa välttämättömyytenä johtuen pankkitoimialan luonteesta ja sääntely-ympäristöstä. Perusmittareiden rinnalle kaivattiin kuitenkin enemmän jäsenetuja mittaavia mittareita, sekä menetelmiä, joiden avulla osuuspankkien toimintaympäristössään tekemät toimet tulisivat nykyistä näkyvimmiksi.

Laskentasovelluksen kehittäminen modulaariselle vesiputkikattilalle

Modulaarisella vesiputkikattilalla tarkoitetaan täysin konepajalla valmistettavissa olevaa kattilaa, joka voidaan kuljettaa yhtenä tai muutamana suurena moduulina työmaalle. Tässä diplomityössä käsiteltiin modulaarisen vesiputkikattilan laskentasovelluksen ke-hittämistä KPA Unicon Oy:lle. Työn tavoitteena oli tarkastella modulaarisen vesiputkikattilan lämpöteknistä mitoitusta ja suunnittelua sekä kehittää laskentasovellus, jonka avulla voidaan arvioida kattilan mittoja ja painoa. Laskentasovellus laadittiin Microsoftin Excel-alustalle, josta se on myöhemmin mahdollista siirtää muille ohjelma-alustoille. Laskentasovelluksessa hyödynnetään lämmönsiirron ja virtaustekniikan laskentayhtälöitä sekä -menetelmiä. Sovellukseen valitut laskentayhtälöt sekä -menetelmät ovat yleisesti hyväksyttyjä ja käytännössä testattuja. Diplomityön tuloksena valmistui laskentasovellus, joka kykenee modulaarisen vesiputkikattilan lämpötekniseen mitoittamiseen. Sovelluksen avulla voidaan mitoittaa kattilan tulipesä, tulistimet, höyrystinpinnat sekä ekonomaiseri. Laskentasovellusta on tarkoitus hyödyntää yrityksen tarjousvaiheen projekteissa sekä mahdollisesti kattiloiden esisuunnittelussa. Laskentasovelluksen laatimista varten ei ollut mahdollista hyödyntää toiminnassa olevien kattiloiden prosessitietoja, koska ensimmäiset tämän tyyppiset kattilat ovat asenteilla. Sen sijaan sovelluksen antamia laskentatuloksia verrattiin toisen mitoitusohjelman antamiin tuloksiin, joiden perusteella laskentasovelluksen voidaan olettaa antavan oikeita tuloksia.

Biopohjaiset polymeerit dispersiopäällystyksessä

Työn aiheena oli tehdä muotoiltavissa oleva rasvankestävä pakkauskartonki. Polymeeridispersiopäällystettyjä pakkauskartonkeja käytetään kertakäyttöisissä tuotteissa kuten vuoissa, kupeissa ja lautasissa. Tuotteiden on kestettävä rasvaa niiden lopputarkoituksen mukaisesti. Pakkausala jatkaa vuosittaista kasvuaan vauhdilla. Uusia kierrätettäviä biopohjaisia ja luonnolle ystävällisempiä pakkaustuotteita on kehitettävä kasvun tyydyttämiseksi. Biopohjaiset pakkaustuotteet ovat mahdollisia ratkaisuja ympäristöön kohdistuvien ongelmien vähentämiseksi ja öljypohjaisten raaka-aineiden korvaajiksi. Diplomityön teoriaosuudessa keskityttiin dispersiopäällystyksessä käytettyihin biopolymeereihin ja niiden toimivuuteen suojaavina kalvoina. Teoriaosuudessa käsiteltiin myös rasvankestoa ja rasvankestävien tuotteiden materiaaliominaisuuksia. Kirjallisuuden perusteella havaittiin luonnonpolymeerien alhaisen kuiva-ainepitoisuuden ja korkean päällystemäärätarpeen muodostamat haasteet dispersiopäällystyksessä. Pohjakartongin karheudella ja tiiveydellä sekä suojaavan polymeerin kalvon rakenteella huomattiin olevan suuri merkitys rasvankeston saavuttamiseksi. Kokeellinen osa jakautui kolmeen osakokonaisuuteen: laboratoriokokeisiin, esipilotointiin ja varsinaiseen pilot-koeajoon. Esikokeiden perusteella suojaavat kalvot, joiden raaka-aineena käytettiin biopohjaisia dispersiopolymeerejä, antoivat riittäviä rasvankesto-ominaisuuksia, mutta eivät kestäneet konvertointia. Pienellä synteettisten polymeerien lisäyksellä pystyttiin parantamaan päällystettyjen kartonkien rasvankestoa sekä konvertoitavuutta. Pilot-koeajonäytteiden testaustulokset tukivat esikokeissa tehtyjä havaintoja. Tämän työn perusteella kohtuullinen lisäysmäärä synteettistä polymeeriä voi parantaa merkittävästi biopohjaisen suojaavan kalvon antamaa rasvankestoa sekä päällystetyn kartongin konvertoitavuutta.

Laatu ja tuottavuus hitsaavassa verkostossa

Diplomityössä tarkastellaan laadun ja tuottavuuden parantamisen keinoja hitsaavassa verkostossa MIG/MAG-hitsauksen osalta. Työn taustalla vaikuttaa Total Welding Management -menetelmä, mikä on hitsaustoimintojen kokonaisvaltaiseen johtamiseen ja hallintaan kehitetty toimintamalli. Työn teoriaosassa käsitellään laatuajattelua ja yritysyhteistyötä hitsaavan teollisuuden yrityskentässä sekä hitsauskustannuksiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkimusosuus sisältää yritysverkoston nykytilan tarkastelun sekä kehitystoimenpiteitä kohti verkoston yhteistä toimintamallia saavuttaa tehokas ja kannattava yhteistyö. Hitsaustyön kustannukset määritetään suurelta osin suunnittelussa. Laatuun voidaan vaikuttaa merkittävästi hitsaustyötä edeltävissä toiminnoissa sekä hitsaajan työn tukemisella. Kokonaisvaltaisen hyödyn saavuttaminen hitsaustyön tuottavuuden parantamisessa vaatii kaikkien toimintojen tarkastelua sen sijaan, että tehostetaan vain hitsaamon toimintaa. Itse hitsaus voi olla vain pieni osa hitsaustoimintojen kokonaishallintaa. Toimintamallin luominen laadunvarmistukseen, suunnittelun ja valmistuksen yhteistyöhön sekä hitsaustoimintojen hallintaan mahdollistaa hitsaavan verkoston toiminnan tehostamisen sekä laadun paranemisen. Tämä saavutetaan viemällä toimintamalli osaksi jokapäiväistä työtä, lähelle valmistusta, ja ohjeistamalla, että jokainen tietää kuinka toimia. Esimerkiksi työssä tarkastellun yhden tuotteen osalta ohjeistus turhan työn vähentämiseksi tuotti 19 % tuotannon kasvun työvuoron aikana. Tilaus-toimitusketjun tuottavuuteen ja kannattavuuteen voidaan vaikuttaa merkittävästi käymällä läpi konkreettisesti valmistettavat tuotteet ja niihin liittyvät toiminnot. Diplomityössä tehtyjen tarkastelujen ja havaintojen avulla käytännön työ tulee jatkumaan yritysverkostossa tapahtuvassa kehitystyössä.

The Dark Side of International Business? Stakeholder Approach to Human Trafficking in Finnish Construction and Service Sectors

Human trafficking is not a new phenomenon. It has existed in various forms for ages around the world. Some researchers have even compared it to slavery, calling it the modern form of slavery in the 21st century. This study is particularly interested in the role of work-related human trafficking in Finnish business. In order for something to be called work-related human trafficking, the concepts of forced labour and human trafficking have to overlap. From the economic point of view, human trafficking is governed by the laws of supply and demand. In many countries the global pressure on cutting costs has created two trends: the increased supply of migrant workers and the deregulation of labour markets. These competitive pressures can have an adverse impact on the conditions of employment and, in the worst cases, can lead to forced labour and trafficking. In fact, trafficking has become one of the most profitable illicit industries worldwide, generating tremendous profits due to its low costs and huge profits. Therefore, it is important to investigate the phenomenon from the business point of view. This study is a qualitative research conducted by using theme interviews as a research approach. Altogether 13 interviews have been conducted and some secondary data has been used in order to find out what the role of human trafficking is in Finnish business. The special sectors investigated are the Finnish construction and service sectors. The theory framework used in this study follows the stakeholder approach. The relevant stakeholder groups for this study are: ‘institutions and authorities’, ‘law enforcement’, ‘management’ and ‘employees – potential victims’ of trafficking. With the help of these stakeholder groups, a holistic picture of the phenomenon is formed. It can be concluded that the role of human trafficking is complicated but it does exist in Finnish business. It appears in low-cost business sectors where the demand for cheap labour is high. Thus, often the victims are foreigners who do not know the culture or the Finnish conditions of employment. Especially smaller Finnish companies are at risk of getting involved in human trafficking or related exploitation cases since monitoring is much more scarce in these firms than in larger companies. The risk of human trafficking and exploitation is also higher at the bottom of the complicated subcontracting chains or when using foreign recruitment agencies. Thus, the study believes that active and intensive collaboration between the company’s different stakeholder groups is needed in order to prevent work-related human trafficking from flourishing in Finland.

E-PORT. Improving efficiency of Finnish port community by intelligent systems Final report of the Mobile Port project

The management of port-related supply chains is challenging due to the complex and heterogeneous operations of the ports with several actors and processes. That is why the importance of information sharing is emphasised in the ports. However, the information exchange between different port-related actors is often cumbersome and it still involves a lot of manual work and paper. Major ports and port-related actors usually have advanced information systems in daily use but these systems are seldom interoperable with each other, which prevents economies of scale to be reached. Smaller ports and companies might not be equipped with electronic data transmission at all. This is the final report of the Mobile port (MOPO) project, which has sought ways to improve the management and control of port-related sea and inland traffic with the aid of ICT technologies. The project has studied port community systems (PCS) used worldwide, evaluated the suitability of a PCS for the Finnish port operating environment and created a pilot solution of a Finnish PCS in the port of HaminaKotka. Further, the dry port concept and its influences on the transportation system have been explored. The Mobile Port project comprised of several literature reviews, interviews of over 50 port-related logistics and/or ICT professionals, two different kinds of simulation models as well as designing and implementing of the pilot solution of the Finnish PCS. The results of these multiple studies are summarised in this report. Furthermore, recommendations for future actions and the topics for further studies are addressed in the report. The study revealed that the information sharing in a typical Finnish port-related supply chain contains several bottlenecks that cause delays in shipments and waste resources. The study showed that many of these bottlenecks could be solved by building a port community system for the Finnish port community. Almost 30 different kinds of potential services or service entities of a Finnish PCS were found out during the study. The basic requirements, structure, interfaces and operation model of the Finnish PCS were also defined in the study. On the basis of the results of the study, a pilot solution of the Finnish PCS was implemented in the port of HaminaKotka. The pilot solution includes a Portconnect portal for the Finnish port community system (available at https://www.portconnect.fi) and two pilot applications, which are a service for handling the information flows concerning the movements of railway wagons and a service for handling the information flows between Finnish ports and Finland-Russian border. The study also showed that port community systems can be used to improve the environmental aspects of logistics in two different ways: 1) PCSs can bring direct environmental benefits and 2) PCSs can be used as an environmental tool in a port community. On the basis of the study, the development of the Finnish port community system should be continued by surveying other potential applications for the Finnish PCS. It is also important to study if there is need and resources to extend the Finnish PCS to operate in several ports or even on a national level. In the long run, it could be reasonable to clarify whether there would be possibilities to connect the Finnish PCS as a part of Baltic Sea wide, European-wide or even worldwide maritime and port-related network in order to get the best benefit from the system

DIGITAL BUSINESS-TO-BUSINESS MARKETING COMMUNICATIONS IN EMERGING MARKETS – Developing Business Marketing in Russia

The core idea of this Master's Thesis was that five key characteristics – market heterogeneity, sociopolitical governance, chronic shortage of resources, unbranded competition, and inadequate infrastructure – of emerging markets are radically different from the traditional industrialized capitalist society and they will require us to rethink the core assumptions of business-to-business marketing, such as business relationships, marketing communication elements, and digitalization. In this research, Russia is considered to be an emerging market that reflects the aforementioned theoretical characteristics. The research was a qualitative case study and furthermore a collective case study. In the beginning three digital marketing professionals were interviewed to better understand digital B2B marketing. The actual research data was collected through seven structured theme interviews with representatives of the case companies operating in Russia. The selection of case companies included three business consulting companies and four industrial companies. The aim of this qualitative study was to understand and clarify how business marketing exploits digital marketing methods as a part of the chosen business marketing strategy under emerging markets’ special conditions. This objective was divided in three research questions: 1) How the chosen marketing strategy reflects in the business marketing process? 2) How digital marketing communication contributes to business marketing? 3) How are the emerging markets’ characteristics reflected in the business marketing process? The main research findings indicate that digital business-to-business marketing communications can be useful and effective. Moreover, business DMC can be defined and structured in a reasonable way. The company's prevalent marketing paradigm and the chosen marketing strategy reflect in the business marketing process, and in utilizing digital marketing communications. The assumption that emerging markets set an environment with special characteristics for business marketing was supported by the study. However, the business environmental aspects were not considerably disturbing digital B2B marketing, but making it even more reasonable to harness in Russia.

Flexible multibody approach in bone strain estimation during physical activity:

Bone strain plays a major role as the activation signal for the bone (re)modeling process, which is vital for keeping bones healthy. Maintaining high bone mineral density reduces the chances of fracture in the event of an accident. Numerous studies have shown that bones can be strengthened with physical exercise. Several hypotheses have asserted that a stronger osteogenic (bone producing) effect results from dynamic exercise than from static exercise. These previous studies are based on short-term empirical research, which provide the motivation for justifying the experimental results with a solid mathematical background. The computer simulation techniques utilized in this work allow for non-invasive bone strain estimation during physical activity at any bone site within the human skeleton. All models presented in the study are threedimensional and actuated by muscle models to replicate the real conditions accurately. The objective of this work is to determine and present loading-induced bone strain values resulting from physical activity. It includes a comparison of strain resulting from four different gym exercises (knee flexion, knee extension, leg press, and squat) and walking, with the results reported for walking and jogging obtained from in-vivo measurements described in the literature. The objective is realized primarily by carrying out flexible multibody dynamics computer simulations. The dissertation combines the knowledge of finite element analysis and multibody simulations with experimental data and information available from medical field literature. Measured subject-specific motion data was coupled with forward dynamics simulation to provide natural skeletal movement. Bone geometries were defined using a reverse engineering approach based on medical imaging techniques. Both computed tomography and magnetic resonance imaging were utilized to explore modeling differences. The predicted tibia bone strains during walking show good agreement with invivo studies found in the literature. Strain measurements were not available for gym exercises; therefore, the strain results could not be validated. However, the values seem reasonable when compared to available walking and running invivo strain measurements. The results can be used for exercise equipment design aimed at strengthening the bones as well as the muscles during workout. Clinical applications in post fracture recovery exercising programs could also be the target. In addition, the methodology introduced in this study, can be applied to investigate the effect of weightlessness on astronauts, who often suffer bone loss after long time spent in the outer space.

IT Investment Portfolio Management Over Joint Ventures: Case Study in a Multinational Oil & Gas Company

With information technology (IT) playing an increasing important role in driving the business, the value of IT investment is often challenged because not all of those investment decisions are made in a reasonable way or aligned with business strategies. IT investment portfolio management (PfM) is an effective way to prioritize and select the right IT projects to invest in, by taking all the project proposals into consideration as a whole, based on their business value, risks, costs, and interrelationships. There are different decision models to prioritise projects, and the Analytic Hierarchy Process (AHP) is one of the most commonly-used methods and is discussed in this master thesis. At the same time, there are IT projects on different levels for a multinational company, from global to local. For instance, many of them are probably proposed by joint ventures on local level. In the oil & gas industry, joint ventures are often formed especially in the area of the upstream (exploration & production). How to involve those projects into the IT investment PfM approach of the parent company is a challenge, because the parent company cannot make the decisions on its own. It needs to prioritize all projects in an adequate way, communicate with JVs and influence them. Also, different control levels on JVs need to be considered. This paper hence attempts to introduce a tailored approach of IT investment PfM for a multinational oil & gas company to address the issues around JVs.

Performance and scalability of isolated DC-DC converter topologies in low voltage, high current applications

Fuel cells are a promising alternative for clean and efficient energy production. A fuel cell is probably the most demanding of all distributed generation power sources. It resembles a solar cell in many ways, but sets strict limits to current ripple, common mode voltages and load variations. The typically low output voltage from the fuel cell stack needs to be boosted to a higher voltage level for grid interfacing. Due to the high electrical efficiency of the fuel cell, there is a need for high efficiency power converters, and in the case of low voltage, high current and galvanic isolation, the implementation of such converters is not a trivial task. This thesis presents galvanically isolated DC-DC converter topologies that have favorable characteristics for fuel cell usage and reviews the topologies from the viewpoint of electrical efficiency and cost efficiency. The focus is on evaluating the design issues when considering a single converter module having large current stresses. The dominating loss mechanism in low voltage, high current applications is conduction losses. In the case of MOSFETs, the conduction losses can be efficiently reduced by paralleling, but in the case of diodes, the effectiveness of paralleling depends strongly on the semiconductor material, diode parameters and output configuration. The transformer winding losses can be a major source of losses if the windings are not optimized according to the topology and the operating conditions. Transformer prototyping can be expensive and time consuming, and thus it is preferable to utilize various calculation methods during the design process in order to evaluate the performance of the transformer. This thesis reviews calculation methods for solid wire, litz wire and copper foil winding losses, and in order to evaluate the applicability of the methods, the calculations are compared against measurements and FEM simulations. By selecting a proper calculation method for each winding type, the winding losses can be predicted quite accurately before actually constructing the transformer. The transformer leakage inductance, the amount of which can also be calculated with reasonable accuracy, has a significant impact on the semiconductor switching losses. Therefore, the leakage inductance effects should also be taken into account when considering the overall efficiency of the converter. It is demonstrated in this thesis that although there are some distinctive differences in the loss distributions between the converter topologies, the differences in the overall efficiency can remain within a range of a few percentage points. However, the optimization effort required in order to achieve the high efficiencies is quite different in each topology. In the presence of practical constraints such as manufacturing complexity or cost, the question of topology selection can become crucial.

Analysis and validation of space averaged drag model for numerical simulations of gas-solid flows in fluidized beds

This thesis presents an approach for formulating and validating a space averaged drag model for coarse mesh simulations of gas-solid flows in fluidized beds using the two-fluid model. Proper modeling for fluid dynamics is central in understanding any industrial multiphase flow. The gas-solid flows in fluidized beds are heterogeneous and usually simulated with the Eulerian description of phases. Such a description requires the usage of fine meshes and small time steps for the proper prediction of its hydrodynamics. Such constraint on the mesh and time step size results in a large number of control volumes and long computational times which are unaffordable for simulations of large scale fluidized beds. If proper closure models are not included, coarse mesh simulations for fluidized beds do not give reasonable results. The coarse mesh simulation fails to resolve the mesoscale structures and results in uniform solids concentration profiles. For a circulating fluidized bed riser, such predicted profiles result in a higher drag force between the gas and solid phase and also overestimated solids mass flux at the outlet. Thus, there is a need to formulate the closure correlations which can accurately predict the hydrodynamics using coarse meshes. This thesis uses the space averaging modeling approach in the formulation of closure models for coarse mesh simulations of the gas-solid flow in fluidized beds using Geldart group B particles. In the analysis of formulating the closure correlation for space averaged drag model, the main parameters for the modeling were found to be the averaging size, solid volume fraction, and distance from the wall. The closure model for the gas-solid drag force was formulated and validated for coarse mesh simulations of the riser, which showed the verification of this modeling approach. Coarse mesh simulations using the corrected drag model resulted in lowered values of solids mass flux. Such an approach is a promising tool in the formulation of appropriate closure models which can be used in coarse mesh simulations of large scale fluidized beds.