Repeatability in automatic sorting of curved Norway spruce saw logs

Abstract

Formation of polyelectrolyte multilayers and polyelectrolyte complexes in dual polymer treatment of papermaking pulp

The goal of this study was to find a new approach to modify chemically the properties of paper by improving fiber quality. This Master’s thesis includes the multiple polymer treatment in general and themeasurement methods with which the formation of multilayers and complexes can be noticed. The treatment by an oppositely charged dual polymer system is a good approach to increase paper strength. In this work, starch, a cationic polymer, and carboxymethyl cellulose (CMC), an anionic polymer, were used step-by-step to improve paper strength. The adsorption of cationic starch and CMC on cellulose fibers were analyzed via polyelectrolyte titration. The results showed that paper strength was enhanced slightly with a layer-by-layer assembly of the polymers. However, if the washing stage, which was required for layer-by-layer assembly, was eliminated, the starch/CMC complex was deposited on fibers more efficiently, and the paper strength was improved more significantly.

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.

Distance Transforms on Gray-Level Surfaces

This thesis studies gray-level distance transforms, particularly the Distance Transform on Curved Space (DTOCS). The transform is produced by calculating distances on a gray-level surface. The DTOCS is improved by definingmore accurate local distances, and developing a faster transformation algorithm. The Optimal DTOCS enhances the locally Euclidean Weighted DTOCS (WDTOCS) with local distance coefficients, which minimize the maximum error from the Euclideandistance in the image plane, and produce more accurate global distance values.Convergence properties of the traditional mask operation, or sequential localtransformation, and the ordered propagation approach are analyzed, and compared to the new efficient priority pixel queue algorithm. The Route DTOCS algorithmdeveloped in this work can be used to find and visualize shortest routes between two points, or two point sets, along a varying height surface. In a digital image, there can be several paths sharing the same minimal length, and the Route DTOCS visualizes them all. A single optimal path can be extracted from the route set using a simple backtracking algorithm. A new extension of the priority pixel queue algorithm produces the nearest neighbor transform, or Voronoi or Dirichlet tessellation, simultaneously with the distance map. The transformation divides the image into regions so that each pixel belongs to the region surrounding the reference point, which is nearest according to the distance definition used. Applications and application ideas for the DTOCS and its extensions are presented, including obstacle avoidance, image compression and surface roughness evaluation.

Harvennuslehtikuusen (Larix sibirica) saatavuus ja soveltuvuus parkettiteollisuuden tarpeisiin

Diplomityön tavoitteena oli selvittää Suomessa olevat lehtikuusivarannot sekä niiden ikäjakauma. Lisäksi pyrittiin testaamaan erityyppisten laatuluokitteluohjeiden soveltumista harvennuslehtikuusesta tehdylle sahatavaralle. Viimeisenä tavoitteena oli siperianlehtikuusen fysiologisten ominaisuuksien tutkiminen etenkin uuteaineiden osalta. Näiden päämäärien yhteinen tavoite oli kehittää lehtikuusen käyttöä parkettiteollisuudessa. Lehtikuusialueiden kartoitus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Empiirisen osion tutkimustulokset perustuivat koesahauksiin, joissa sahattiin 315 lehtikuusipölliä, joiden latvaläpimitta vaihteli 80 - 280 mm. Pöllit olivat kolmesta eri-ikäisestä leimikosta, mutta niillä oli sama kasvupaikkatyyppi. Ennen sahausprosessia nämä pöllit mitattiin ja laadutettiin. Sahausprosessi suoritettiin läpisahauksena asetteen ollessa 25 ja 50 mm. Särmäämättömät saheet mitattiin tuoreina ja laadutus suoritettiin tilastollisin menetelmin, koska käytettiin kolmea erityyppistä laadutusohjetta. Lehtikuusen ominaisuuksien tutkiminen perustui harvennushakkuista saatuihin näytekiekkoihin, josta mitattiin sydänpuuosuus, tiheys, kosteus ja uuteainepitoisuudet. Lisäksi mittaus suoritettiin erikseen pinta- ja sydänpuulle.Tuloksista havaittiin, että tukkilaatuluokat sopivat vain isoille lehtikuusitukeille, mutta sahatavaranohjeistukset antoivat kohtuullisia lajittelujakaumia. Fysiologisista ominaisuuksista selvisi lineaarisen regressioanalyysin avulla, että pintapuun uuteainemäärät korreloivat keskimääräisen kuivatuoretiheyden kanssa. Sydänpuumittausten tulokset olivat korkeammalla tasolla kuin mitä kirjallisuudesta selvisi. Lisäksi havaittiin lehtikuusen tiheyden kasvavan 20-40 vuoden välillä merkittävästi, kun mittauspiste on tyvessä.

Velallisen asema perinnässä ja perintäkulujen merkitys velalliselle

Tutkimuksessa on tarkoitus selvittää velallisen asemaa perinnässä ja perintäkulujen merkitystä. Tutkimus jakautuu teoreettiseen ja empiiriseen osaan, jossa selvitetään teoreettisesti velkaan ja perintään liittyviä käsitteitä ja lainsäädäntöä. Laki saatavien perinnästä sääntelee yleislakina perintätoimintaa riippumatta siitä suorittaako perintää itse velkoja vai perimistoimisto. Lakiin otettiin vuonna 2005 kuluttajasaatavia koskevia perimiskuluja rajoittavat enimmäismäärät, jotka on porrastettu saatavan suuruuden mukaan. Empiirisessä osassa tutkitaan oikeudenkäyntiaineistosta kerätyistä tiedoista perintään kuuluvia osapuolia, perittäviä saatavia ja perimiskuluja. Velallisen asema näyttää olevan riittävän hyvin turvattu oikeusjärjestyksessämme, joskin perimiskulujen ja oikeudenkulujen määrä nousee usein itse perittävää pääomaa suuremmaksi. Rahasaatavien perintää koskevien tapausten määrä käräjäoikeuksissa on kasvanut huomattavasti vuonna 2007. Tällaisia velkomuksia käsiteltiin käräjäoikeuksissa yli 200.000 kappaletta vuonna 2007. Tämän kasvun osaltaan selittää uudeksi velkaongelmien aiheuttajaksi nousemassa olevat pikavipit, joiden määrä kaikista perittävistä saatavista oli noin 10%. Näiden pääomat olivat keskiarvoltaan noin 145 euroa, ja näiden perintäkulut noin kaksinkertaisia verrattuna pääomaan Koko aineistossa perityt pääomat olivat keskiarvoltaan noin 2900 euroa ja perintäkulut noin 270 euroa.

Lukion opettajien ääni - Aineenopettajien käsityksiä muutoksista ja visioista lukiossa

Tulevaisuusorientaatio on tullut entistä tärkeämmäksi myös koulumaailmassa johtuen yhteiskunnassa nopeasti eteen tulevista muutoksista. On myös esitetty epäilyjä, että tulevaisuuteen reagoimisessa heikoin tilanne olisikin juuri kuntatason päätöksenteossa. Ymmärrys ja tieto opettajan työstä nimenomaan opettajan omasta perspektiivistä tarkasteltuna mahdollistavat lähtökohdan ja edellytykset todelliselle koulun uudistamiselle. Peruskysymys, johon tässä tutkimuksessa etsittiin vastausta oli: Millaisia ovat lukion aineenopettajien käsitykset lukion muutosprosesseista ja miten he visioivat oman lukionsa ja yleensä lukioiden tulevaisuutta? Aineiston keruu osui ajankohtaan, joka oli hyvin otollinen tulevaisuuden tarkasteluun, sillä uusi opetussuunnitelma otettiin käyttöön kaikissa Suomen lukioissa viimeistään lukuvuonna 2005-2006. Tutkimuksessa oli mukana kaksi hyvin erilaista lukiota Länsi-Suomen läänistä eli pieni maaseudun lukio ja hyvin suuri kaupunkilukio. Tutkimusaineiston keruu eteni kaksivaiheisesti: informoitu kysely ja teemahaastattelu. Tutkimusjoukon suuruus oli yhteensä 20, joista puolet oli miehiä ja puolet naisia. Aineenopettajien käsityksiä muutoksista ja visioista tutkittiin fenomenografisen tutkimusotteen avulla. Fenomenografiassa kiinnostuksen kohteena ovat ihmisten erilaiset käsitykset todellisuudesta ja näin saatava ymmärrys tavoista, joilla ihmiset kokevat tilanteita ja maailmaa. Organisaation muutosprosesseja voidaan kutsua myös oppimiseksi. Tutkimuksen oppivan organisaation näkökulmat perustuivat juuri yhteistyössä tapahtuvaan yhteisen toiminnan kehittämiseen. Aineenopettajien käsityksiä työyhteisöstään tarkasteltiin seuraavista oppivan organisaatiomallin näkökulmista: vuorovaikutus, päätöksenteko sekä rehtorin ja aineenopettajan rooli ja asema työyhteisössä. Aineenopettajien keskeisimmät käsitykset muutoksista lukiossa viime vuosina kohdistuivat aineenopettajan ammattirooliin ja lukio-opiskelijaan sekä opiskelijalta vaadittaviin lukio-opintoihin. Muutokset ammattiroolissa korostavat tutkimustulosten perusteella aineenopettajilta vaadittavia muitakin kuin opetettavien aineiden hallintataitoja. Suoranaista ammattitaidon puutetta opettajat kokivat varsinkin ryhmänohjaustehtävien yhteydessä, osittain myös uusien oppimisympäristöjen, esimerkiksi verkkopedagogisten taitojen, yhteydessä. Opettajien lisäkoulutuksen tarve koetaan konkreettisena, mutta sekä koulutusten sisältöihin, järjestelyihin ja ajankohtiin että koulun sijais- ym. järjestelyihin kaivattaisiin parannuksia. Verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin näyttäisi siltä, että luokaton lukio on saanut opettajat enenevässä määrin huolestumaan opiskelijoiden syrjäytymisriskistä ja hyvinvoinnista. Opiskelijoiden syrjäytymisriskin kasvu lukio-opintojen aikana nouseekin yhdeksi lukion pessimistiseksi skenaarioksi. Muista pessimistisistä skenaarioista lukiolle, jotka saattoi johtaa tutkimustuloksista, voidaan mainita työyhteisön demokratiavajeen syveneminen sekä opetussuunnitelmasisältöjen ja ylioppilastutkintovaatimusten välisen kuilun syveneminen. Aineenopettajien käsitykset oman lukionsa visioista olivat sisällöiltään pääosin välineellisiä ja ne kohdentuivat kaikki opiskelijoihin. Esimerkiksi työyhteisöllisiä kehittämisajatuksia ei visioissa ilmennyt. Myöskään visioinnin dynaamisuus ei aineistossa korostunut. Aineenopettajien käsitykset visioiden arvopohjasta heijastivat perinteistä suomalaista arvomaailmaa eli itsekuria, velvollisuudentuntoa, kuuliaisuutta esivaltaa kohtaan ja perinteisten arvojen kunnioittamista. Sen sijaan antiikista perityviä Sokrateen edustamia keskustelua ja auktoriteettien kyseenalaistamista ei arvoissa ilmennyt, eikä myöskään uusliberalistista individualismia. Käsitykset visioiden synnystä näyttävät parhaiten selittävän opettajan muita käsityksiä liittyen visioon, visiointiin ja työyhteisöllisiin vaikutusmahdollisuuksiin sekä opettajan tulevaisuusorientoitumiseen.. Käsitykset vision syntytaustasta voidaan jakaa seuraaviin pää- ja alakategorioihin: 1. auktoriteettikeskeinen visiointi: johdon linjaus tai valtakunnallinen linjaus, 2. yhteisökeskeinen visiointi: yhteisöllinen linjaus tai toiminnallinen linjaus ja 3. yksilökeskeinen visiointi. Pessimistisimmiksi eli vähiten tulevaisuusorientoituneiksi opettajiksi työyhteisössä osoittautuivat ne opettajat, jotka pitivät oman lukionsa visiota koulun johdon sanelemana. Monet teoriat oppivasta organisaatiosta korostavat johtajuuden merkitystä työyhteisöä kehitettäessä. Johtajuuden merkitys nousi tämänkin tutkimuksen aineistosta keskeisesti esiin. Pyrkimystä kohti oppivaa organisaatiota opettajien puheista löytyy paljonkin, esimerkkeinä viittaukset johtajuuden ja vuorovaikutustapojen kehittämistarpeisiin. Sen sijaan opettajien puheet omista työyhteisöllisistä kehittymistarpeistaan, ns. alaistaidot, jäivät vähäisiksi. Tutkimustuloksista on luotu sovellusmalli kouluyhteisöjen visioinnin ja muun kehittämistyön tueksi.

Financial performance of segments in the intelligent home network

The goal of this study is to examine the intelligent home business network in order to determine which part of the network has the best financial abilities to produce new business models and products/services by using financial statement analysis. A group of 377 studied limited companies is divided into four examined segments based on their offering in producing intelligent homes. The segments are customer service providers, system integrators, subsystem suppliers and component suppliers. Eight different key figures are calculated from each of the companies to get a comprehensive view of their financial performances, after which each of the segments is studied statistically to determine the performances of the whole segments. The actual performance differences between the segments are calculated by using the multi-criteria decision analysis method in which the performances of the key figures are graded and each key figure is weighted according to its importance for the goal of the study. The results of this analysis showed that subsystem suppliers have the best financial performance. Second best are system integrators, third are customer service providers and fourth component suppliers. None of the segments were strikingly poor, but even component suppliers were rather reasonable in their performance; so, it can be said that no part of the intelligent home business network has remarkably inadequate financial abilities to develop new business models and products/services.

Application of Computational Fluid Dynamics in Modeling Blood Flow in Human Thoracic Aorta

The aim of this study was to simulate blood flow in thoracic human aorta and understand the role of flow dynamics in the initialization and localization of atherosclerotic plaque in human thoracic aorta. The blood flow dynamics in idealized and realistic models of human thoracic aorta were numerically simulated in three idealized and two realistic thoracic aorta models. The idealized models of thoracic aorta were reconstructed with measurements available from literature, and the realistic models of thoracic aorta were constructed by image processing Computed Tomographic (CT) images. The CT images were made available by South Karelia Central Hospital in Lappeenranta. The reconstruction of thoracic aorta consisted of operations, such as contrast adjustment, image segmentations, and 3D surface rendering. Additional design operations were performed to make the aorta model compatible for the numerical method based computer code. The image processing and design operations were performed with specialized medical image processing software. Pulsatile pressure and velocity boundary conditions were deployed as inlet boundary conditions. The blood flow was assumed homogeneous and incompressible. The blood was assumed to be a Newtonian fluid. The simulations with idealized models of thoracic aorta were carried out with Finite Element Method based computer code, while the simulations with realistic models of thoracic aorta were carried out with Finite Volume Method based computer code. Simulations were carried out for four cardiac cycles. The distribution of flow, pressure and Wall Shear Stress (WSS) observed during the fourth cardiac cycle were extensively analyzed. The aim of carrying out the simulations with idealized model was to get an estimate of flow dynamics in a realistic aorta model. The motive behind the choice of three aorta models with distinct features was to understand the dependence of flow dynamics on aorta anatomy. Highly disturbed and nonuniform distribution of velocity and WSS was observed in aortic arch, near brachiocephalic, left common artery, and left subclavian artery. On the other hand, the WSS profiles at the roots of branches show significant differences with geometry variation of aorta and branches. The comparison of instantaneous WSS profiles revealed that the model with straight branching arteries had relatively lower WSS compared to that in the aorta model with curved branches. In addition to this, significant differences were observed in the spatial and temporal profiles of WSS, flow, and pressure. The study with idealized model was extended to study blood flow in thoracic aorta under the effects of hypertension and hypotension. One of the idealized aorta models was modified along with the boundary conditions to mimic the thoracic aorta under the effects of hypertension and hypotension. The results of simulations with realistic models extracted from CT scans demonstrated more realistic flow dynamics than that in the idealized models. During systole, the velocity in ascending aorta was skewed towards the outer wall of aortic arch. The flow develops secondary flow patterns as it moves downstream towards aortic arch. Unlike idealized models, the distribution of flow was nonplanar and heavily guided by the artery anatomy. Flow cavitation was observed in the aorta model which was imaged giving longer branches. This could not be properly observed in the model with imaging containing a shorter length for aortic branches. The flow circulation was also observed in the inner wall of the aortic arch. However, during the diastole, the flow profiles were almost flat and regular due the acceleration of flow at the inlet. The flow profiles were weakly turbulent during the flow reversal. The complex flow patterns caused a non-uniform distribution of WSS. High WSS was distributed at the junction of branches and aortic arch. Low WSS was distributed at the proximal part of the junction, while intermedium WSS was distributed in the distal part of the junction. The pulsatile nature of the inflow caused oscillating WSS at the branch entry region and inner curvature of aortic arch. Based on the WSS distribution in the realistic model, one of the aorta models was altered to induce artificial atherosclerotic plaque at the branch entry region and inner curvature of aortic arch. Atherosclerotic plaque causing 50% blockage of lumen was introduced in brachiocephalic artery, common carotid artery, left subclavian artery, and aortic arch. The aim of this part of the study was first to study the effect of stenosis on flow and WSS distribution, understand the effect of shape of atherosclerotic plaque on flow and WSS distribution, and finally to investigate the effect of lumen blockage severity on flow and WSS distributions. The results revealed that the distribution of WSS is significantly affected by plaque with mere 50% stenosis. The asymmetric shape of stenosis causes higher WSS in branching arteries than in the cases with symmetric plaque. The flow dynamics within thoracic aorta models has been extensively studied and reported here. The effects of pressure and arterial anatomy on the flow dynamic were investigated. The distribution of complex flow and WSS is correlated with the localization of atherosclerosis. With the available results we can conclude that the thoracic aorta, with complex anatomy is the most vulnerable artery for the localization and development of atherosclerosis. The flow dynamics and arterial anatomy play a role in the localization of atherosclerosis. The patient specific image based models can be used to diagnose the locations in the aorta vulnerable to the development of arterial diseases such as atherosclerosis.