Analysis of Industrial Granular Flow Applications by Using Advanced Collision Models

Granular flow phenomena are frequently encountered in the design of process and industrial plants in the traditional fields of the chemical, nuclear and oil industries as well as in other activities such as food and materials handling. Multi-phase flow is one important branch of the granular flow. Granular materials have unusual kinds of behavior compared to normal materials, either solids or fluids. Although some of the characteristics are still not well-known yet, one thing is confirmed: the particle-particle interaction plays a key role in the dynamics of granular materials, especially for dense granular materials. At the beginning of this thesis, detailed illustration of developing two models for describing the interaction based on the results of finite-element simulation, dimension analysis and numerical simulation is presented. The first model is used to describing the normal collision of viscoelastic particles. Based on some existent models, more parameters are added to this model, which make the model predict the experimental results more accurately. The second model is used for oblique collision, which include the effects from tangential velocity, angular velocity and surface friction based on Coulomb's law. The theoretical predictions of this model are in agreement with those by finite-element simulation. I n the latter chapters of this thesis, the models are used to predict industrial granular flow and the agreement between the simulations and experiments also shows the validation of the new model. The first case presents the simulation of granular flow passing over a circular obstacle. The simulations successfully predict the existence of a parabolic steady layer and show how the characteristics of the particles, such as coefficients of restitution and surface friction affect the separation results. The second case is a spinning container filled with granular material. Employing the previous models, the simulation could also reproduce experimentally observed phenomena, such as a depression in the center of a high frequency rotation. The third application is about gas-solid mixed flow in a vertically vibrated device. Gas phase motion is added to coherence with the particle motion. The governing equations of the gas phase are solved by using the Large eddy simulation (LES) and particle motion is predicted by using the Lagrangian method. The simulation predicted some pattern formation reported by experiment.

Characterising strengths, weakness, opportunities and threats in producing naked oat as a novel crop for northern growing conditions

Selostus: Paljasjyväinen kaura uutena viljelykasvina Suomen kasvuoloissa

The Strengths and Difficulties Questionnaire (SDQ-Fin) among Finnish children and adolescents

Objective: The psychometric properties of The Strengths and Difficulties Questionnaire (SDQ-Fin), a Finnish version of a brief screening instrument were studied. Emotional and behavioural problems of 7- to 15-year-olds measured by the SDQ were reported, as well as the occurrence of self-reported eating disturbance symptoms and alcohol use among adolescents. Methods and samples: The cross-sectional school survey included 25 items of the SDQ-Fin, items about eating disturbance, alchol use and child psychiatric help-seeking. The study consists of three community samples: 1. The SDQ-Fin parent (n = 703) and teacher (n = 376) versions of 7 – 12 –year-olds, and self-report versions (n = 528) of 11 – 16 years-olds were obtained, and 2. the parent (n = 81) and self-report versions of 15-16 –year olds (n = 129) were obtained in Laitila and Pyhäranta. 3. The self-report versions of 13 – 16 – year-olds (n = 1458) in Salo and Rovaniemi were obtained. Results: The psychometric properties of the SDQ-Fin were for the most part comparable with the other European SDQ research results. The internal consistency (Cronbach’s alpha = 0.71 in all informants’ reports) and inter-rater reliability (between the pairs of reports r = 0.38 - 0.44) were adequate. The concurrent validity (r = 0.75 between the SDQ and the CBCL total scores; r = 0.71 between the SDQ and the YSR total scores) was sufficient. Factor analysis of the SDQ self-report generally confirmed the postulated structure for girls and boys, except for the conduct problems scale of boys, which was fused with emotional symptoms and with hyperactivity. The response rates, means and cut-off points of the SDQ self-report scores were similar to those found, e.g. in Norway and in Britain. A high level of psychological problems, especially emotional and conduct problems and hyperactivity-inattention, were associated with high level of eating disturbance symptoms and alcohol use. Conclusion: The results showed that the psychometric properties of the SDQ-Fin are adequate and provide additional confirmation of the usefulness of the SDQ-Fin for, e.g. screening, epidemiological research and clinical purposes.

A Soft Contact Collision Method For Real-Time Simulation of Triangularized Geometries in Multibody Dynamics

When modeling machines in their natural working environment collisions become a very important feature in terms of simulation accuracy. By expanding the simulation to include the operation environment, the need for a general collision model that is able to handle a wide variety of cases has become central in the development of simulation environments. With the addition of the operating environment the challenges for the collision modeling method also change. More simultaneous contacts with more objects occur in more complicated situations. This means that the real-time requirement becomes more difficult to meet. Common problems in current collision modeling methods include for example dependency on the geometry shape or mesh density, calculation need increasing exponentially in respect to the number of contacts, the lack of a proper friction model and failures due to certain configurations like closed kinematic loops. All these problems mean that the current modeling methods will fail in certain situations. A method that would not fail in any situation is not very realistic but improvements can be made over the current methods.

Yhteistoiminnallinen hoitotyö

Opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää, mitä on yhteistoiminnallinen hoitotyö. Opinnäyteytössä määritellään yhteistoiminnallisen hoitotyön käsite ja sisältö. Työssä on tarkasteltu yhteistoiminnallisuutta selittäviä käsitteitä. Opinnäytetyö on osa laajempaa projektia, jossa on mukana HUS:n Psykiatriakeskus, Helsingin kaupungin terveyskeskuksen psykiatrian osasto sekä Helsingin ammattikorkeakoulu Stadia. Projekin tarkoituksena on kehittää psykiatrisen hoitotyön käytäntöä yhteistoiminnalliseksi. Opinnäytetyö on tehty soveltaen systemaattisen kirjallisuuskatsauksen mallia. Aineisto koostuu yhteensä kolmestatoista lähteestä. Mukana on väitöskirjoja, pro gradu- tutkielmia sekä tutkimusartikkeleita, jotka on julkaistu hoitotieteellisissä julkaisuissa. Kirjallisuuskatsauksen tuloksina nousi esiin, että yhteistoiminnallinen hoitotyö on potilaan ja hoitajan välistä yhteistyötä. Se on potilaslähtöinen tapa tehdä hoitotyötä, jossa otetaan huomioon potilaan voimavarat ja tarpeet. Potilas on vastuullinen osallistuja. Jokainen hoitoon osallistuva määrittelee hoidon tavoitteen ja kukin osallistuu siihen tasavertaisesti. Yhteistoiminnallisuuteen kuuluu molemminpuolinen luottamus. Kaikki osapuolet vaikuttuvat toisistaan ja dialogisuuden avulla voidana löytää uusia näkökulmia hoitoon. Yhteistoiminnallisuus on uusi käsite hoitotyössä. Sen ymmärtäminen ja toteutuminen vaatii hoitotyön tekijöiden perehdyttämistä syvällisemmin aiheeseen. Se vaatii potilaalta mahdollisuutta osallistua voimavarojensa mukaan hoitoon. Yhteistoiminnallisen hoitotyön avulla voidaan motivoida potilasta aktiivisempaan rooliin omassa hoidossaan.

On the Properties and Cosmology of Q-balls

The properties and cosmological importance of a class of non-topological solitons, Q-balls, are studied. Aspects of Q-ball solutions and Q-ball cosmology discussed in the literature are reviewed. Q-balls are particularly considered in the Minimal Supersymmetric Standard Model with supersymmetry broken by a hidden sector mechanism mediated by either gravity or gauge interactions. Q-ball profiles, charge-energy relations and evaporation rates for realistic Q-ball profiles are calculated for general polynomial potentials and for the gravity mediated scenario. In all of the cases, the evaporation rates are found to increase with decreasing charge. Q-ball collisions are studied by numerical means in the two supersymmetry breaking scenarios. It is noted that the collision processes can be divided into three types: fusion, charge transfer and elastic scattering. Cross-sections are calculated for the different types of processes in the different scenarios. The formation of Q-balls from the fragmentation of the Aflieck-Dine -condensate is studied by numerical and analytical means. The charge distribution is found to depend strongly on the initial energy-charge ratio of the condensate. The final state is typically noted to consist of Q- and anti-Q-balls in a state of maximum entropy. By studying the relaxation of excited Q-balls the rate at which excess energy can be emitted is calculated in the gravity mediated scenario. The Q-ball is also found to withstand excess energy well without significant charge loss. The possible cosmological consequences of these Q-ball properties are discussed.

Tyyppipakosta kollisionratkaisuperiaatteisiin : ja mitä sen jälkeen?

Ylänimeke: Oppirakennelmia ja periaatteita

Multi-site -sertifikaatin vaatimukset ympäristöjohtamisjärjestelmän rakentamisessa

Diplomityö muodostuu kahdesta kokonaisuudesta. Työn teoriaosa kertoo mitä ympäristöjohtaminen on, millaisia ovat multi-site -organisaatio ja multi-site -johtamisjärjestelmä sekä mitä vaatimuksia nämä asettavat yritykselle. Työssä esitetään malli, jota käyttämällä kansainvälisten johtamisjärjestelmästandardien mukaan rakennetut laatu-, ympäristö-, terveys- ja turvallisuusjärjestelmät voidaan yhdistää yhdeksi kokonaisuudeksi, multi-site - johtamisjärjestelmäksi. Malli rakentuu kolmesta tasosta, joita ovat paikallinen, maakohtainen ja konsernitaso. Esimerkkien avulla kerrotaan miteneri lähtökohdista voidaan näiden tasojen kautta edetä kohti yhtä johtamiskokonaisuutta. Esille tuodaan myös multi-site -johtamisjärjestelmän käyttöönottoa puoltavat ja vastustavat näkökohdat. Työn konkreettinen osa on johtamisjärjestelmämallin paikallisen tason toteuttaminen. Ympäristöjohtamisjärjestelmän rakentaminen standardin EN ISO 14001:2004 vaatimusten mukaiseksi Kvaerner Power Oy:n Suomen toimipaikoille sekä tämän järjestelmän yhdistäminen sertifioituun EN ISO 9001 -standardin mukaiseen laatujärjestelmään. Työssä kerrotaan miten ympäristöjohtamisjärjestelmä on rakennettu ja miten laatu- ja ympäristöjärjestelmät on liitetty yhdeksi kokonaisuudeksi. Työn tuloksena syntyi malli johtamisjärjestelmien yhdistämisestä sekä sertifioitu ympäristöjohtamisjärjestelmä, jonka yhdistäminen laatujärjestelmään toteutettiin tavoitteiden mukaisesti.

Sormijatketun rakennesahatavaran lujuuteen vaikuttavat tekijät puun jatkojalostuksessa

Diplomityö tehtiin Stora Enson Kiteen sahalla, tuotantokäytössä olevaa sormijatkoslinjaa tutkien. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää raaka-aineen keskikosteuden, kosteusgradientin, mitallistamishöyläyksen ja liitettävien aihioiden pituuden vaikutus jatketun tuotteen laatuun. Koekappaleita valmistettiin viisi höylättyä ja viisi sahapintaista luokkaa. Luokat valmistettiin eripituisista aihioista, puolen metrin jaolla. Koekappaleiden taivutuslujuus mitattiin nelipistetaivutuksella, standardin EN 408 mukaan. Taivutuskokeen jälkeen kappaleista mitattiin keskikosteus ja sahattiin koepalat kosteusgradientin mittaamiseksi. Koekappaleita valmistettiin yhteensä 37.8 m3. Tutkimuksissa selvisi, että kappaleiden keskikosteuden ja taivutuslujuuden välillä vallitsee heikko positiivinen riippuvuus. Kosteusgradientin ja taivutuslujuuden välillä riippuvuus on selkeämpi, kosteusgradientin kasvaessa myös taivutuslujuus lisääntyy. Tämä selittyy kappaleiden tiheyden vaihtelulla. Tiheämpiin kappaleisiin jää kuivauksessa suurempi kosteusgradientti. Aihioiden mitallistaminen pienentää taivutuslujuuden hajontaa ja vähentää raaka-aineen mittaheittojen aiheuttamia häiriöitä tuotannossa. Aihionpituus vaikuttaa murtumatyyppien jakaumiin ja aihioiden kierouteen. Sopivin aihionpituus on tässä tapauksessa 0.8-1.0 m. Puolet kappaleista murtui liitoksen ulkopuolelta, useimmiten oksan kohdalta. Paras tapa parantaa kappaleiden lujuutta on lujuuslajitella raaka-aine.

Turvallisuusosaamisen varmistaminen verkko-oppimistyökalun avulla metsäteollisuusyrityksessä

Diplomityön tavoitteena oli kehittää UPM-Kymmene Oyj:n turvallisuuskoulutukseen verkko-oppimistyökalu, jolla voitaisiin tehostaa yrityksen turvallisuuskoulutusta, ja näin parantamaan turvallisuusosaamista, ja sitä kautta vähentää tapaturmia ja sairaspoissaoloja. Työ toteutettiin pilottiprojektina UPM:n Kymin sellutehtaalla Kuusankoskella. Työtä lähestyttiinhuomioimalla mahdollisimman monipuolisesti ne eri osa alueet, jotka turvallisuuden verkko-oppimishankkeeseen liittyivät. Samalla selvitettiin verkko-oppimiseen liittyviä vahvuuksia ja heikkouksia sekä keinot vahvuuksien hyödyntämiseen ja heikkouksien välttämiseen. Teoreettisessa tarkastelussa painotettiin aikuisdidaktisia lähestymistapoja, järjestelmän käytettävyyttä sekä e-oppimismenetelmien erityispiirteitä. Työn tuloksena saatiin kehitettyä verkko-oppimisympäristö oppimateriaaleineen, joka on laajennettavissa muihin yksiköissä sekä kehitettävissä edelleen. Lisäksi saatiin tutkimustuloksia ja kokemuksia, joita voidaan hyödyntää hankkeen jatkokehityksessä.

Managing Subsidiary Integration During Corporate Expansion in Russia

Kansallisten rajojen yli laajentuvat yritykset kohtaavat kasvavia paineita yhtenäistää eri yksiköiden toimintatapoja, prosesseja ja järjestelmiä. Hyvin toteutettuna organisaation sisäinen integrointi voi johtaa tytäryritysten tuottavuuden parantumiseen ja strategisiin mittakaavaetuihin, kun taas huonosti toteutettuna integrointi voi johtaa lisääntyviin konflikteihin ja emoyhtiön kontrollin katoamiseen. Integroinnin kannalta Venäjälle perustettavat tytäryritykset asettavat suuria haasteita. Kasvava ja kehittyvä kansantalous on jatkuvassa muutoksessa kohti edistyneempiä ja tuottavampia toimintamalleja, mutta toisaalta yritystoiminnantaustalla vaikuttaa edelleenkin Neuvostoajan perinnöt, jotka muokkaavat yritysten johtamisrakenteita ja prosesseja. Nämä taustavaikuttajat vaikeuttavat kansainvälisen yrityksen yhtenäistämistä, mutta toisaalta tarjoavat suuria mahdollisuuksia yrityksille, jotka oppivat elämään Venäjän markkinoiden ehdoilla. Tämä tutkimus käyttää apunaan konstruktiivista tutkimustyötä ratkoakseenYIT:n Venäjälle perustettavien yritysten integrointiin liittyviä ongelmia ja mahdollisuuksia. Työn lopputuloksena syntyy oppimiseen pohjautuva integraatiostrategia ja tätä strategiaa tukeva integroinnin johtamisjärjestelmä.

Jäänhoitokoneen voimansiirron kehittäminen

Diplomityön tavoitteena oli tutkia jäänhoitokoneen nykyisen voimanlähteen mahdollista korvaamista eri tekniikkaan perustuvilla voimanlähteillä. Teoriaosassa tutustutaan jäänhoidon historiaan eli mistä tarve jäänhoitokoneiden suunnitteluun ja valmistukseen on syntynyt. Samoin esitellään jäähoidon koko prosessi ja eri käyttövoimanlähteet mitä maailmalla jäänhoitokoneissa on käytössä. Käytännön osuus keskittyy aluksi esittelemään jäänhoitokoneen nykyisen toimintaperiaatteen, siinä käytetyt komponentit sekä kartoittaa koko järjestelmän heikkoudet ja vahvuudet. Osuudessa selvitetään myös kahden nykyisestä poikkeavien voimanlähteiden toimintaperiaatteet sekä niiden mahdollisuudesta korvata jäänhoitokoneen nykyinen järjestelmä. Näiden osalta selvitetään myös vaihtoehtoisten tekniikoiden heikkoudet ja vahvuudet. Työn tuloksena selvisi, että uudet korvaavat voimanlähteet ovat vielä kehitysvaiheessa eikä siis vielä tarpeeksi valmiita, suorituskykyisiä tai saasteettomia korvaamaan nykyistä 0-päästöistä sähkömoottorijärjestelmää. Sen sijaan kehitysehdotuksena syntyi idea nykyisen järjestelmän optimoimisesta paremman hyötysuhteen ja sitä mukaa akkujen eliniän parantamiseksi.

Verkko-opetuksenhyödyntäminen uusien työntekijöiden koulutuksen haasteisiin vastaamisessa

Työn tarkoituksena oli kehittää verkko-oppimisympäristö sahatavaran jatkojalostusprosessien uusien ja työtehtävää vaihtavien työntekijöiden perehdytykseen. Työssä tutkittiin myös miten verkko-oppimisympäristöä voidaan käyttää osaamisen siirrossa. Työssä haastateltiin työnjohtajia ja työntekijöiden perehdyttämisestä vastaavia henkilöitä siitä, mitkä ovat ongelmat ja haasteet sahatavaran jatkojalostuksen alueella tietämyksen siirrossa uusille työntekijöille. Työssä tarkasteltiin tiedon syntymistä ja siirtämistä tietojohtamisen, sekä oppivan organisaation teorioiden avulla. Työssä selvitettiin myös mitkä ovat verkko-oppimisympäristöjen vahvuudet ja heikkoudet tiedonsiirrossa, sekä miten verkko-oppimisympäristö voisi toimia osana tiedonsiirtojärjestelmää. Haasteiksi uusien työntekijöiden koulutuksessa nousi esille neljä teemaa. Ne olivat laatutietous, turvallisuus, taloudellisuus jamotivaatio oppimiseen. Verkko-oppimisen vahvuuksia pyrittiin käyttämään mahdollisimman tehokkaasti hyväksi esiin nousseisiin haasteisiin vastaamisessa. Verkko-oppimisen vahvuuksia ovat eri mediaelementtien käyttö kuten kuvat, videot ja animaatiot. Työn tuloksia käytettiin hyväksi verkko-oppimisympäristön teossa. Lopuksi tehtiin myös ehdotus verkko-oppimisympäristön käytöstä osana tiedonsiirtojärjestelmää. Järjestelmän käyttö riippuu sen sisällön hyödyllisyydestä ja jatkuvasta päivityksestä.