Theoretical Analysis and Numerical Simulation of Spectral Radiative Properties of Combustion Gases in Oxy/Air-Fired Combustion Systems

Energy efficiency is one of the major objectives which should be achieved in order to implement the limited energy resources of the world in a sustainable way. Since radiative heat transfer is the dominant heat transfer mechanism in most of fossil fuel combustion systems, more accurate insight and models may cause improvement in the energy efficiency of the new designed combustion systems. The radiative properties of combustion gases are highly wavelength dependent. Better models for calculating the radiative properties of combustion gases are highly required in the modeling of large scale industrial combustion systems. With detailed knowledge of spectral radiative properties of gases, the modeling of combustion processes in the different applications can be more accurate. In order to propose a new method for effective non gray modeling of radiative heat transfer in combustion systems, different models for the spectral properties of gases including SNBM, EWBM, and WSGGM have been studied in this research. Using this detailed analysis of different approaches, the thesis presents new methods for gray and non gray radiative heat transfer modeling in homogeneous and inhomogeneous H2O–CO2 mixtures at atmospheric pressure. The proposed method is able to support the modeling of a wide range of combustion systems including the oxy-fired combustion scenario. The new methods are based on implementing some pre-obtained correlations for the total emissivity and band absorption coefficient of H2O–CO2 mixtures in different temperatures, gas compositions, and optical path lengths. They can be easily used within any commercial CFD software for radiative heat transfer modeling resulting in more accurate, simple, and fast calculations. The new methods were successfully used in CFD modeling by applying them to industrial scale backpass channel under oxy-fired conditions. The developed approaches are more accurate compared with other methods; moreover, they can provide complete explanation and detailed analysis of the radiation heat transfer in different systems under different combustion conditions. The methods were verified by applying them to some benchmarks, and they showed a good level of accuracy and computational speed compared to other methods. Furthermore, the implementation of the suggested banded approach in CFD software is very easy and straightforward.

Collectiveness within startup teams – Leading the way to initiating and managing collective pursuit of opportunities in organizational contexts

While traditional entrepreneurship literature addresses the pursuit of entrepreneurial opportunities to a solo entrepreneur, scholars increasingly agree that new ventures are often founded and operated by entrepreneurial teams as collective efforts especially in hightechnology industries. Researchers also suggest that team ventures are more likely to survive and succeed than ventures founded by the individual entrepreneur although specific challenges might relate to multiple individuals being involved in joint entrepreneurial action. In addition to new ventures, entrepreneurial teams are seen central for organizing work in established organizations since the teams are able to create major product and service innovations that drive organizational success. Acknowledgement of the entrepreneurial teams in various organizational contexts has challenged the notion on the individual entrepreneur. However, considering that entrepreneurial teams represent a collective-level phenomenon that bases on interactions between organizational members, entrepreneurial teams may not have been studied as indepth as could be expected from the point of view of the team-level, rather than the individual or the individuals in the team. Many entrepreneurial team studies adopt the individualized view of entrepreneurship and examine the team members’ aggregate characteristics or the role of a lead entrepreneur. The previous understandings might not offer a comprehensive and indepth enough understanding of collectiveness within entrepreneurial teams and team venture performance that often relates to the team-level issues in particular. In addition, as the collective-level of entrepreneurial teams has been approached in various ways in the existing literatures, the phenomenon has been difficult to understand in research and practice. Hence, there is a need to understand entrepreneurial teams at the collective-level through a systematic and comprehensive perspective. This study takes part in the discussions on entrepreneurial teams. The overall objective of this study is to offer a description and understanding of collectiveness within entrepreneurial teams beyond individual(s). The research questions of the study are: 1) what collectiveness within entrepreneurial teams stands for, what constitutes the basic elements of it, and who are included in it, 2) why, how, and when collectiveness emerges or reinforces within entrepreneurial teams, and 3) why collectiveness within entrepreneurial teams matters and how it could be developed or supported. In order to answer the above questions, this study bases on three approaches, two set of empirical data, two analysis techniques, and conceptual study. The first data set consists of 12 qualitative semi-structured interviews with business school students who are seen as prospective entrepreneurs. The data is approached through a social constructionist perspective and analyzed through discourse analysis. The second data set bases on a qualitative multiplecase study approach that aims at theory elaboration. The main data consists of 14 individual and four group semi-structured thematic interviews with members of core entrepreneurial teams of four team startups in high-technology industries. The secondary data includes publicly available documents. This data set is approached through a critical realist perspective and analyzed through systematic thematic analysis. The study is completed through a conceptual study that aims at building a theoretical model of collective-level entrepreneurship drawing from existing literatures on organizational theory and social-psychology. The theoretical work applies a positivist perspective. This study consists of two parts. The first part includes an overview that introduces the research background, knowledge gaps and objectives, research strategy, and key concepts. It also outlines the existing knowledge of entrepreneurial team literature, presents and justifies the choices of paradigms and methods, summarizes the publications, and synthesizes the findings through answering the above mentioned research questions. The second part consists of five publications that address independent research questions but all enable to answer the research questions set for this study as a whole. The findings of this study suggest a map of relevant concepts and their relationships that help grasp collectiveness within entrepreneurial teams. The analyses conducted in the publications suggest that collectiveness within entrepreneurial teams stands for cognitive and affective structures in-between team members including elements of collective entity, collective idea of business, collective effort, collective attitudes and motivations, and collective feelings. Collectiveness within entrepreneurial teams also stands for specific joint entrepreneurial action components in which the structures are constructed. The action components reflect equality and democracy, and open and direct communication in particular. Collectiveness emerges because it is a powerful tool for overcoming individualized barriers to entrepreneurship and due to collectively oriented desire for, collective value orientation to, demand for, and encouragement to team entrepreneurship. Collectiveness emerges and reinforces in processes of joint creation and realization of entrepreneurial opportunities including joint analysis and planning of the opportunities and strategies, decision-making and realization of the opportunities, and evaluation, feedback, and sanctions of entrepreneurial action. Collectiveness matters because it is relevant for potential future entrepreneurs and because it affects the ways collective ventures are initiated and managed. Collectiveness also matters because it is a versatile, dynamic, and malleable phenomenon and the ideas of it can be applied across organizational contexts that require team work in discovering or creating and realizing new opportunities. This study further discusses how the findings add to the existing knowledge of entrepreneurial team literature and how the ideas can be applied in educational, managerial, and policy contexts.

Logistics Development in Finnish and Swedish Companies with Respect of Russia and Four Asian Countries: Traffic Flow and Warehousing Analysis from Current Situation and Likely Development Trends

On selvää, että tänä päivänä maailmankaupan painopiste on hiljalleen siirtymässä Aasiaan ja varsinkin Kiina on ollut huomion keskipisteessä. Erityisesti valmistavien yritysten perspektiivistä muutos on ollut merkittävä ja tämä tosiasia kasvattaa yrityksissä paineita luoda kustannustehokkaita toimitusketjuratkaisuja,joiden vasteaika on mahdollisimman lyhyt. Samaan aikaan kun tarkastellaan kuljetusvirtoja, huomattaan että maanosien välillä on suuri epätasapaino. Tämä on enimmäkseen seurausta suurten globaalisti toimivien yritysten toimitusketjustrategioista. Useimmat näistä toimijoista optimoivat verkostonsa turvautumalla 'paikalliseen hankintaan', jotta he voisivat paremmin hallita toimitusketjujaan ja saada näitä reagointiherkimmiksi. Valmistusyksiköillä onkin monesti Euroopassa pakko käyttää kalliita raaka-aineita ja puolivalmisteita. Kriittisiksi tekijöiksi osoittautuvat kuljetus- ja varastointikustannukset sekä näiden seurauksena hukka-aika, joka aiheutuu viivästyksistä. Voidakseen saavuttaa optimiratkaisun, on tehtävä päätös miten tuotteet varastoidaan: keskitetysti tai hajautetusti ja integroida tämä valinta sopivien kuljetusmuotojen kanssa. Aasiasta Pohjois-Eurooppaan on halpaa käyttää merikuljetusta, mutta operaatio kestää hyvin pitkään - joissain tapauksessa jopa kahdeksan viikkoa. Toisaalta lentokuljetus on sekä kallis että rajoittaa siirrettävien tuotteiden eräkokoa.On olemassa kolmaskin vaihtoehto, josta voisi olla ratkaisuksi: rautatiekuljetus on halvempi kuin lentokuljetus ja vasteajat ovat lyhyemmät kuin merikuljetuksissa. Tässä tutkimuksessa tilannetta selvitetään kyselyllä, joka suunnattiin Suomessa ja Ruotsissa toimiville yrityksille. Tuloksien perusteella teemme johtopäätökset siitä, mitkä kuljetusmuotojen markkinaosuudet tulevat olemaan tulevaisuudessa sekä luomme kuvan kuljetusvirroista Euroopan, Venäjän, Etelä-Korea, Intian, Kiinan ja Japanin välillä. Samalla on tarkoitus ennakoida sitä, miten tarkastelun kohteena olevat yritykset aikovat kehittää kuljetuksiaan ja varastointiaan tulevien vuosien aikana. Tulosten perusteella näyttää siltä, että seuraavan viiden vuoden kuluessa kuljetuskustannukset eivät merkittävissä määrin tule muuttuman ja meri- sekä kumipyöräkuljetukset pysyvät suosituimpina vaihtoehtoina.Kuitenkin lentokuljetusten osuus laskee hiukan, kun taas rautatiekuljetusten painotus kasvaa. Tulokset paljastavat, että Kiinassa ja Venäjällä kuljetettava konttimäärä kasvaa; Intiassa tulos on saman suuntainen, joskaan ei niin voimakas. Analyysimme mukaan kuljetusvirtoihin liittyvä epätasapaino säilyy Venäjän kuljetusten suhteen: yritykset jatkavat tulevaisuudessakin vientiperusteista strategiaansa. Varastoinnin puolella tunnistamme pienemmän muutoksen, jonka mukaan pienikokoisten varastojen määrät todennäköisesti vähenevät tulevaisuudessa ja kiinnostus isoja varastoja kohtaan lisääntyy. Tässä kohtaa on mainittava, että suomalaisilla yrityksillä on enemmän varastoja Keski- ja Itä-Euroopassa verrattuna ruotsalaisiin toimijoihin, jotka keskittyvät selkeämmin Länsi-Euroopan maihin. Varastoja yrityksillä on molemmissa tapaukissa paljolti kotimaassaan. Valitessaan varastojensa sijoituskohteita yritykset painottavat seuraavia kriteereitä: alhaiset jakelukustannukset, kokoamispaikan/valmistustehtaan läheisyys, saapuvan logistiikan integroitavuus ja saatavilla olevat logistiikkapalvelut. Tutkimuksemme lopussa päädymme siihen, että varastojen sijoituspaikat eivät muutu satamien rakenteen ja liikenneyhteyksien takia kovinkaan nopeasti.

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.

Managing material flows and improving performance in a component supplier’s internal supply chain

Tämä diplomityö tehtiin osana Componenta Cast Componentsin kolmivuotista toimitusketjujen kehitysprojektia. Työn tavoitteena oli kuvata tyypillinen yrityksen sisäinen toimitusketjuprosessi ja tehdä alustava suorituskykyanalyysi valimon ja konepajan väliseen logistiseen prosessiin liittyen. Tarkoituksena oli myös löytää kehityskohteita materiaali- ja tietovirtojen hallinnassa näiden tuotantoyksiköiden välillä. Logistiikkaan, toimitusketjujen hallintaan ja toimitusketjun suorituskyvyn mittaamiseen liittyvän kirjallisuustutkimuksen sekä käytännön perusteella valittiin sopivat analyysimenetelmät. Näitä menetelmiä hyödynnettiin tilaustoimitus – prosessin kuvaamisessa sekä suorituskyvyn analysoinnissa yrityksen sisäisessä toimitusketjussa. Luonnollisena jatkona kehitettiin ja pantiin käytäntöön toimitusketjua synkronoiva imutyyppinen tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmä. Diplomityöprojektin aikana kehitettiin myös apuvälineet käyttöönotetun menetelmän asianmukaista hyödyntämistä varten. Diplomityöprojektissa otettiin ensimmäiset askeleet kohti integroitua sisäistä toimitusketjua. Uuden tuotannon- ja materiaalinohjausmenetelmän standardisointi muihin menetelmiin yhdistettynä, sekä toimitusketjun avainmittarien jatkokehitys on jo alkanut. Läpimenoaikoja lyhentämällä ja synkronoidun, läpinäkyvän kysyntä-tarjontaketjun avulla integroitumisen astetta voidaan nostaa edelleen. Poikkiorganisatorinen kehitys ja johtaminen toimitusketjussa on avainedellytys menestykseen.

Reconstruction and analysis of surface variation using photometric stereo

In many industrial applications, accurate and fast surface reconstruction is essential for quality control. Variation in surface finishing parameters, such as surface roughness, can reflect defects in a manufacturing process, non-optimal product operational efficiency, and reduced life expectancy of the product. This thesis considers reconstruction and analysis of high-frequency variation, that is roughness, on planar surfaces. Standard roughness measures in industry are calculated from surface topography. A fast and non-contact method to obtain surface topography is to apply photometric stereo in the estimation of surface gradients and to reconstruct the surface by integrating the gradient fields. Alternatively, visual methods, such as statistical measures, fractal dimension and distance transforms, can be used to characterize surface roughness directly from gray-scale images. In this thesis, the accuracy of distance transforms, statistical measures, and fractal dimension are evaluated in the estimation of surface roughness from gray-scale images and topographies. The results are contrasted to standard industry roughness measures. In distance transforms, the key idea is that distance values calculated along a highly varying surface are greater than distances calculated along a smoother surface. Statistical measures and fractal dimension are common surface roughness measures. In the experiments, skewness and variance of brightness distribution, fractal dimension, and distance transforms exhibited strong linear correlations to standard industry roughness measures. One of the key strengths of photometric stereo method is the acquisition of higher frequency variation of surfaces. In this thesis, the reconstruction of planar high-frequency varying surfaces is studied in the presence of imaging noise and blur. Two Wiener filterbased methods are proposed of which one is optimal in the sense of surface power spectral density given the spectral properties of the imaging noise and blur. Experiments show that the proposed methods preserve the inherent high-frequency variation in the reconstructed surfaces, whereas traditional reconstruction methods typically handle incorrect measurements by smoothing, which dampens the high-frequency variation.

New Distance Transforms for Gray Level Image Compression

This thesis deals with distance transforms which are a fundamental issue in image processing and computer vision. In this thesis, two new distance transforms for gray level images are presented. As a new application for distance transforms, they are applied to gray level image compression. The new distance transforms are both new extensions of the well known distance transform algorithm developed by Rosenfeld, Pfaltz and Lay. With some modification their algorithm which calculates a distance transform on binary images with a chosen kernel has been made to calculate a chessboard like distance transform with integer numbers (DTOCS) and a real value distance transform (EDTOCS) on gray level images. Both distance transforms, the DTOCS and EDTOCS, require only two passes over the graylevel image and are extremely simple to implement. Only two image buffers are needed: The original gray level image and the binary image which defines the region(s) of calculation. No other image buffers are needed even if more than one iteration round is performed. For large neighborhoods and complicated images the two pass distance algorithm has to be applied to the image more than once, typically 3 10 times. Different types of kernels can be adopted. It is important to notice that no other existing transform calculates the same kind of distance map as the DTOCS. All the other gray weighted distance function, GRAYMAT etc. algorithms find the minimum path joining two points by the smallest sum of gray levels or weighting the distance values directly by the gray levels in some manner. The DTOCS does not weight them that way. The DTOCS gives a weighted version of the chessboard distance map. The weights are not constant, but gray value differences of the original image. The difference between the DTOCS map and other distance transforms for gray level images is shown. The difference between the DTOCS and EDTOCS is that the EDTOCS calculates these gray level differences in a different way. It propagates local Euclidean distances inside a kernel. Analytical derivations of some results concerning the DTOCS and the EDTOCS are presented. Commonly distance transforms are used for feature extraction in pattern recognition and learning. Their use in image compression is very rare. This thesis introduces a new application area for distance transforms. Three new image compression algorithms based on the DTOCS and one based on the EDTOCS are presented. Control points, i.e. points that are considered fundamental for the reconstruction of the image, are selected from the gray level image using the DTOCS and the EDTOCS. The first group of methods select the maximas of the distance image to new control points and the second group of methods compare the DTOCS distance to binary image chessboard distance. The effect of applying threshold masks of different sizes along the threshold boundaries is studied. The time complexity of the compression algorithms is analyzed both analytically and experimentally. It is shown that the time complexity of the algorithms is independent of the number of control points, i.e. the compression ratio. Also a new morphological image decompression scheme is presented, the 8 kernels' method. Several decompressed images are presented. The best results are obtained using the Delaunay triangulation. The obtained image quality equals that of the DCT images with a 4 x 4

Color ad spectral image assessment using novel quality and fidelity techniques

The ongoing development of the digital media has brought a new set of challenges with it. As images containing more than three wavelength bands, often called spectral images, are becoming a more integral part of everyday life, problems in the quality of the RGB reproduction from the spectral images have turned into an important area of research. The notion of image quality is often thought to comprise two distinctive areas – image quality itself and image fidelity, both dealing with similar questions, image quality being the degree of excellence of the image, and image fidelity the measure of the match of the image under study to the original. In this thesis, both image fidelity and image quality are considered, with an emphasis on the influence of color and spectral image features on both. There are very few works dedicated to the quality and fidelity of spectral images. Several novel image fidelity measures were developed in this study, which include kernel similarity measures and 3D-SSIM (structural similarity index). The kernel measures incorporate the polynomial, Gaussian radial basis function (RBF) and sigmoid kernels. The 3D-SSIM is an extension of a traditional gray-scale SSIM measure developed to incorporate spectral data. The novel image quality model presented in this study is based on the assumption that the statistical parameters of the spectra of an image influence the overall appearance. The spectral image quality model comprises three parameters of quality: colorfulness, vividness and naturalness. The quality prediction is done by modeling the preference function expressed in JNDs (just noticeable difference). Both image fidelity measures and the image quality model have proven to be effective in the respective experiments.

Psykologinen vaikuttaminen CAST LEAD -operaatiossa

Ei-kineettinen vaikuttaminen on nousemassa – ellei jo noussut – kineettisen vaikuttamisen ohi sodankäynnin keinovalikoimassa. Viimeaikaisten konfliktien kokemukset ovat osoittaneet, että pelkällä fyysisellä voimankäytöllä ei päästä aina haluttuun lopputulokseen. Vaikka Irakissa ja Afganistanissa teknologialtaan ja kalustoltaan ylivertaiset länsiliittouman joukot saivat sotilaallisia voittoja alivoimaisista vastustajistaan, ovat ne olleet vaikeuksissa sissisotaa käyvien pienten ryhmittymien kanssa, eivätkä alueet rauhoittuneet varsinaisten sotatoimien päätyttyä. Tällöin on aloitettava taistelu sydämistä ja mielistä – ”Hearts and Minds” – ja tässä taistelussa ei pärjätä pelkästään tankein ja pommein. Omaa sanomaa levittämällä pyritään voittamaan kansan tuki itsensä taakse ja samalla viemään kannatus taistelevilta sissijoukoilta. Ilman voittoa informaatiorintamalla ei operaatiota voi voittaa. Fyysisellä voimankäytöllä on sen tuhovoiman lisäksi myös aina psykologinen vaikutus. Pitkään kestänyt tykistökeskitys aiheuttaa kranaattikauhua ja voi lamauttaa sen kohteeksi joutuneet henkisesti. Vaikutus voi ilmentyä myös muissa, kuin varsinaisen keskityksen kohteeksi joutuneissa – tieto massiivisesta tuhosta voi murentaa taistelutahdon naapurijoukoissa ilman, että se joutuisi edes tulen alle. Omissa joukoissa tieto massiivisesta tulivoimasta tukena voi vaikuttaa taistelutahtoa nostavasti. Siten myös perinteinen, fyysinen vaikuttaminen on yhä keskeinen väline psykologisessa vaikuttamisessa. Tutkimustehtävänä on selvittää, miten eri suorituskykyjä käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineinä Israelin ja Hamasin välisessä konfliktissa 27.12.2008 - 19.1.2009. Tutkimuskysymyksinä ovat mitä eri suorituskykyjä ja niitä tukevia toimintoja käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineinä sekä voidaanko niillä todeta olleen mitään vaikutuksia. Tutkimusmenetelmänä käytettiin teoriaohjaavaa aineiston analyysia, jossa aineisto on kerätty operaation ajalta eri uutissivustoilta sekä eri laitosten ja järjestöjen tutkimusraporteista ja selvityksistä. Aineistosta on etsitty havaintoja viitekehyksen mukaisten suorituskykyjen käytöstä ja tämän jälkeen on pyritty arvioimaan, miten kyseistä suorituskykyä käytettiin psykologisen vaikuttamisen välineenä ja olisiko sillä ollut vaikutusta. Operaation aikana molemmat osapuolet käyttivät omia suorituskykyjään vaikuttaakseen eri kohdeyleisöihin. Vaikuttamisen luonne riippui kohdeyleisöstä. Oman väestön ja joukon taistelutahtoa yritettiin vahvistaa, vastustajan taistelutahtoa yritettiin murentaa ja ulkopuolisia tahoja houkuteltiin antamaan itselle tukea ja vastustamaan toista osapuolta. Eri suorituskykyjen käytön vaikutuksia on vaikea arvioida etukäteen ja niiden aiheuttamat vaikutukset voivat olla haluttuja tai ei-haluttuja, yllättäviä tai odotettuja tai täysin arvaamattomia. Pienistäkin tapahtumista voi syntyä valtava vaikutus, mikäli se tapahtuu oikeaan aikaan oikeassa paikassa – tai päinvastoin väärässä paikassa väärään aikaan. Huolellisimminkin suunnitellut psykologiset operaatiot taas saattavat kaatua mitättömiltä tuntuviin sivuseikkoihin.