Methods for Region Based Paper Surface Roughness Measurement

Paperin pinnan karheus on yksi paperin laatukriteereistä. Sitä mitataan fyysisestipaperin pintaa mittaavien laitteiden ja optisten laitteiden avulla. Mittaukset vaativat laboratorioolosuhteita, mutta nopeammille, suoraan linjalla tapahtuville mittauksilla olisi tarvetta paperiteollisuudessa. Paperin pinnan karheus voidaan ilmaista yhtenä näytteelle kohdistuvana karheusarvona. Tässä työssä näyte on jaettu merkitseviin alueisiin, ja jokaiselle alueelle on laskettu erillinen karheusarvo. Karheuden mittaukseen on käytetty useita menetelmiä. Yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää on käytetty tässä työssä etäisyysmuunnoksen lisäksi. Paperin pinnan karheudenmittauksessa on ollut tarvetta jakaa analysoitava näyte karheuden perusteella alueisiin. Aluejaon avulla voidaan rajata näytteestä selvästi karheampana esiintyvät alueet. Etäisyysmuunnos tuottaa alueita, joita on analysoitu. Näistä alueista on muodostettu yhtenäisiä alueita erilaisilla segmentointimenetelmillä. PNN -menetelmään (Pairwise Nearest Neighbor) ja naapurialueiden yhdistämiseen perustuvia algoritmeja on käytetty.Alueiden jakamiseen ja yhdistämiseen perustuvaa lähestymistapaa on myös tarkasteltu. Segmentoitujen kuvien validointi on yleensä tapahtunut ihmisen tarkastelemana. Tämän työn lähestymistapa on verrata yleisesti hyväksyttyä tilastollista menetelmää segmentoinnin tuloksiin. Korkea korrelaatio näiden tulosten välillä osoittaa onnistunutta segmentointia. Eri kokeiden tuloksia on verrattu keskenään hypoteesin testauksella. Työssä on analysoitu kahta näytesarjaa, joidenmittaukset on suoritettu OptiTopolla ja profilometrillä. Etäisyysmuunnoksen aloitusparametrit, joita muutettiin kokeiden aikana, olivat aloituspisteiden määrä ja sijainti. Samat parametrimuutokset tehtiin kaikille algoritmeille, joita käytettiin alueiden yhdistämiseen. Etäisyysmuunnoksen jälkeen korrelaatio oli voimakkaampaa profilometrillä mitatuille näytteille kuin OptiTopolla mitatuille näytteille. Segmentoiduilla OptiTopo -näytteillä korrelaatio parantui voimakkaammin kuin profilometrinäytteillä. PNN -menetelmän tuottamilla tuloksilla korrelaatio oli paras.

Carbon Reservoirs in Peatlands and Forests in the Boreal Regions of Finland

Summary

The application of agricultural land rating and crop models to CO2 and climate change issues in Northern regions : the Mackenzie Basin case study

Selostus: Viljelyvyöhykkeiden ja kasvumallien soveltaminen ilmastonmuutoksen tutkimisessa: Mackenzien jokialue, Kanada

Developing scenarios of atmosphere, weather and climate for northern regions

Selostus: Ilmakehä-, sää- ja ilmastoskenaarioiden kehittäminen pohjoisille alueille

Regional Innovation Policy: Effect on SMEs in Five EU-Regions

Valtaosa eurooppalaisista yrityksistä on pk-yrityksiä, mutta tästä huolimatta seudullisen innovaatiopolitiikan vaikutusta juuri pk-yrityksiin on tutkittu melko vähän. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on luoda yleiskuva pk-yritysten näkemykseen oman seutunsa innovaatiopolitiikasta viidellä EU:n alueella sijaitsevalla seudulla. Kirjallisuuden perusteella rakennettiin seudullista innovaatiopolitiikkaa kuvaava kysely, johon joukko pk-yrityksiä viideltä seudulta vastasi. Kyselyn tulokset kuvailtiin graafisesti, minkä lisäksi etsittiin vastauksiin vaikuttaneita tekijöitä ja yhteyksiä yritysten vastausten välillä. Tutkimus oli luonteeltaan lähinnä kvantitatiivinen. Tutkimus osoittaa, että seudullisessainnovaatiopolitiikassa on vielä paljon kehitettävää, jotta se tavoittaisi kattavasti pk-yritykset. Pk-yritysten tietoisuutta tulisi lisätä, sillä nämä eivät yleisesti ottaen näytä pitävän seudullista innovaatiopolitiikkaa menetykseen vaikuttavana tekijänä tai siihen liittyviä yhteistyömahdollisuuksia tärkeinä omalle toiminnalleen. Erot innovaatiotoiminnan seudullisessa roolissa tulivat esiin tuloksissa. Yritysten vastauksia selittäviä tekijöitä löydettiin, samoin yhteyksiä vastausten välillä, mutta varsinaisten johtopäätösten tekeminen edellyttänee laajempaa tutkimusta

Regional Innovation Policy: Effect on SMEs in Five EU-Regions

Valtaosa eurooppalaisista yrityksistä on pk-yrityksiä, mutta tästä huolimatta seudullisen innovaatiopolitiikan vaikutusta juuri pk-yrityksiin on tutkittu melko vähän. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on luoda yleiskuva pk-yritysten näkemykseen oman seutunsa innovaatiopolitiikasta viidellä EU:n alueella sijaitsevalla seudulla. Kirjallisuuden perusteella rakennettiin seudullista innovaatiopolitiikkaa kuvaava kysely, johon joukko pk-yrityksiä viideltä seudulta vastasi. Kyselyn tulokset kuvailtiin graafisesti, minkä lisäksi etsittiin vastauksiin vaikuttaneita tekijöitä ja yhteyksiä yritysten vastausten välillä. Tutkimus oli luonteeltaan lähinnä kvantitatiivinen. Tutkimus osoittaa, että seudullisessa innovaatiopolitiikassa on vielä paljon kehitettävää, jotta se tavoittaisi kattavasti pk-yritykset. Pk-yritysten tietoisuutta tulisi lisätä, sillä nämä eivät yleisesti ottaen näytä pitävän seudullista innovaatiopolitiikkaa menetykseen vaikuttavana tekijänä tai siihen liittyviä yhteistyömahdollisuuksia tärkeinä omalle toiminnalleen. Erot innovaatiotoiminnan seudullisessa roolissa tulivat esiin tuloksissa. Yritysten vastauksia selittäviä tekijöitä löydettiin, samoin yhteyksiä vastausten välillä, mutta varsinaisten johtopäätösten tekeminen edellyttänee laajempaa tutkimusta.

Mass transfer and particleinteractions in granular systems and suspension flows

The purpose of this study was to investigate some important features of granular flows and suspension flows by computational simulation methods. Granular materials have been considered as an independent state ofmatter because of their complex behaviors. They sometimes behave like a solid, sometimes like a fluid, and sometimes can contain both phases in equilibrium. The computer simulation of dense shear granular flows of monodisperse, spherical particles shows that the collisional model of contacts yields the coexistence of solid and fluid phases while the frictional model represents a uniform flow of fluid phase. However, a comparison between the stress signals from the simulations and experiments revealed that the collisional model would result a proper match with the experimental evidences. Although the effect of gravity is found to beimportant in sedimentation of solid part, the stick-slip behavior associated with the collisional model looks more similar to that of experiments. The mathematical formulations based on the kinetic theory have been derived for the moderatesolid volume fractions with the assumption of the homogeneity of flow. In orderto make some simulations which can provide such an ideal flow, the simulation of unbounded granular shear flows was performed. Therefore, the homogeneous flow properties could be achieved in the moderate solid volume fractions. A new algorithm, namely the nonequilibrium approach was introduced to show the features of self-diffusion in the granular flows. Using this algorithm a one way flow can beextracted from the entire flow, which not only provides a straightforward calculation of self-diffusion coefficient but also can qualitatively determine the deviation of self-diffusion from the linear law at some regions nearby the wall inbounded flows. Anyhow, the average lateral self-diffusion coefficient, which was calculated by the aforementioned method, showed a desirable agreement with thepredictions of kinetic theory formulation. In the continuation of computer simulation of shear granular flows, some numerical and theoretical investigations were carried out on mass transfer and particle interactions in particulate flows. In this context, the boundary element method and its combination with the spectral method using the special capabilities of wavelets have been introduced as theefficient numerical methods to solve the governing equations of mass transfer in particulate flows. A theoretical formulation of fluid dispersivity in suspension flows revealed that the fluid dispersivity depends upon the fluid properties and particle parameters as well as the fluid-particle and particle-particle interactions.

Patent claims in certain geographical regions

Työn tavoitteena oli käsitellä mahdollisuutta laatia patenttihakemuksen vaatimuksia siten, että patenttihakemukset toimisivat eri oikeusalueilla, jotka ovat tässä Eurooppa, Suomi ja USA. Aluksi käsiteltiin patentointia ja eri patenttijärjestelmiä yleisesti, jonka jälkeen käsiteltiin lähemmin patenttivaatimuksia, niiden muotoja ja eri vaatimusten edellytyksiä, joita vaaditaan Euroopan patenttisopimuksessa, suomalaisessa ja USA:laisessa patenttijärjestelmässä. Vaikka uutuus, keksinnöllisyys ja teollinen käyttökelpoisuus ovat tärkeimmät edellytykset kun määritetään patenttivaatimuksia, niitä ei käsitelty työn empiirisessä osassa. Työn empiirinen osuus osoittaa selvästi, että erilaiset muodolliset vaatimukset Euroopan patenttisopimuksessa, suomalaisessa ja USA:laisessa patenttijärjestelmässä hankaloittavat patenttivaatimusten laatimista siten että ne toimisivat yhdessä patenttihakemuksessa yllä mainituissa patenttijärjestelmissä. Empiirisen tutkimuksen ja eri oikeusalueilla patenttivaatimusten edellytysten perusteella, ei ole yksinkertaista ratkaisua laatia patenttivaatimuksia (ja myös patenttiselostuksia), jotka toimisivat monilla oikeusalueilla. Eräs ratkaisu ongelmaan on laatia yksi sarja patenttivaatimuksia, jotka täyttävät Euroopan patenttisopimuksen käytännön mukaiset edellytykset (täyttävät myös Suomalaisen patenttijärjestelmän edellytykset) ja toinen sarja patenttivaatimuksia, jotka täyttävät USA:laisen patenttijärjestelmän edellytykset samassa patenttihakemuksessa. Hakemuksen käsittelyvaiheessa hakija voi pudottaa patenttivaatimukset, jotka eivät täytä kansallisen patenttijärjestelmän edellytyksiä patenttihakemuksesta.

Modeling the transport phenomena within arterial wall: porous media approach

The transport of macromolecules, such as low-density lipoprotein (LDL), and their accumulation in the layers of the arterial wall play a critical role in the creation and development of atherosclerosis. Atherosclerosis is a disease of large arteries e.g., the aorta, coronary, carotid, and other proximal arteries that involves a distinctive accumulation of LDL and other lipid-bearing materials in the arterial wall. Over time, plaque hardens and narrows the arteries. The flow of oxygen-rich blood to organs and other parts of the body is reduced. This can lead to serious problems, including heart attack, stroke, or even death. It has been proven that the accumulation of macromolecules in the arterial wall depends not only on the ease with which materials enter the wall, but also on the hindrance to the passage of materials out of the wall posed by underlying layers. Therefore, attention was drawn to the fact that the wall structure of large arteries is different than other vessels which are disease-resistant. Atherosclerosis tends to be localized in regions of curvature and branching in arteries where fluid shear stress (shear rate) and other fluid mechanical characteristics deviate from their normal spatial and temporal distribution patterns in straight vessels. On the other hand, the smooth muscle cells (SMCs) residing in the media layer of the arterial wall respond to mechanical stimuli, such as shear stress. Shear stress may affect SMC proliferation and migration from the media layer to intima. This occurs in atherosclerosis and intimal hyperplasia. The study of blood flow and other body fluids and of heat transport through the arterial wall is one of the advanced applications of porous media in recent years. The arterial wall may be modeled in both macroscopic (as a continuous porous medium) and microscopic scales (as a heterogeneous porous medium). In the present study, the governing equations of mass, heat and momentum transport have been solved for different species and interstitial fluid within the arterial wall by means of computational fluid dynamics (CFD). Simulation models are based on the finite element (FE) and finite volume (FV) methods. The wall structure has been modeled by assuming the wall layers as porous media with different properties. In order to study the heat transport through human tissues, the simulations have been carried out for a non-homogeneous model of porous media. The tissue is composed of blood vessels, cells, and an interstitium. The interstitium consists of interstitial fluid and extracellular fibers. Numerical simulations are performed in a two-dimensional (2D) model to realize the effect of the shape and configuration of the discrete phase on the convective and conductive features of heat transfer, e.g. the interstitium of biological tissues. On the other hand, the governing equations of momentum and mass transport have been solved in the heterogeneous porous media model of the media layer, which has a major role in the transport and accumulation of solutes across the arterial wall. The transport of Adenosine 5´-triphosphate (ATP) is simulated across the media layer as a benchmark to observe how SMCs affect on the species mass transport. In addition, the transport of interstitial fluid has been simulated while the deformation of the media layer (due to high blood pressure) and its constituents such as SMCs are also involved in the model. In this context, the effect of pressure variation on shear stress is investigated over SMCs induced by the interstitial flow both in 2D and three-dimensional (3D) geometries for the media layer. The influence of hypertension (high pressure) on the transport of lowdensity lipoprotein (LDL) through deformable arterial wall layers is also studied. This is due to the pressure-driven convective flow across the arterial wall. The intima and media layers are assumed as homogeneous porous media. The results of the present study reveal that ATP concentration over the surface of SMCs and within the bulk of the media layer is significantly dependent on the distribution of cells. Moreover, the shear stress magnitude and distribution over the SMC surface are affected by transmural pressure and the deformation of the media layer of the aorta wall. This work reflects the fact that the second or even subsequent layers of SMCs may bear shear stresses of the same order of magnitude as the first layer does if cells are arranged in an arbitrary manner. This study has brought new insights into the simulation of the arterial wall, as the previous simplifications have been ignored. The configurations of SMCs used here with elliptic cross sections of SMCs closely resemble the physiological conditions of cells. Moreover, the deformation of SMCs with high transmural pressure which follows the media layer compaction has been studied for the first time. On the other hand, results demonstrate that LDL concentration through the intima and media layers changes significantly as wall layers compress with transmural pressure. It was also noticed that the fraction of leaky junctions across the endothelial cells and the area fraction of fenestral pores over the internal elastic lamina affect the LDL distribution dramatically through the thoracic aorta wall. The simulation techniques introduced in this work can also trigger new ideas for simulating porous media involved in any biomedical, biomechanical, chemical, and environmental engineering applications.

Homogeneous Assays for Simplified Screening of HLA-conferred Genetic Disease Risk

The increasing incidence of type 1 diabetes has led researchers on a quest to find the reason behind this phenomenon. The rate of increase is too great to be caused simply by changes in the genetic component, and many environmental factors are under investigation for their possible contribution. These studies require, however, the participation of those individuals most likely to develop the disease, and the approach chosen by many is to screen vast populations to find persons with increased genetic risk factors. The participating individuals are then followed for signs of disease development, and their exposure to suspected environmental factors is studied. The main purpose of this study was to find a suitable tool for easy and inexpensive screening of certain genetic risk markers for type 1 diabetes. The method should be applicable to using whole blood dried on sample collection cards as sample material, since the shipping and storage of samples in this format is preferred. However, the screening of vast sample libraries of extracted genomic DNA should also be possible, if such a need should arise, for example, when studying the effect of newly discovered genetic risk markers. The method developed in this study is based on homogeneous assay chemistry and an asymmetrical polymerase chain reaction (PCR). The generated singlestranded PCR product is probed by lanthanide-labelled, LNA (locked nucleic acid)-spiked, short oligonucleotides with exact complementary sequences. In the case of a perfect match, the probe is hybridised to the product. However, if even a single nucleotide difference occurs, the probe is bound instead of the PCR product to a complementary quencher-oligonucleotide labelled with a dabcyl-moiety, causing the signal of the lanthanide label to be quenched. The method was applied to the screening of the well-known type 1 diabetes risk alleles of the HLA-DQB1 gene. The method was shown to be suitable as an initial screening step including thousands of samples in the scheme used in the TEDDY (The Environmental Determinants of Diabetes in the Young) study to identify those individuals at increased genetic risk. The method was further developed into dry-reagent form to allow an even simpler approach to screening. The reagents needed in the assay were in dry format in the reaction vessel, and performing the assay required only the addition of the sample and, if necessary, water to rehydrate the reagents. This allows the assay to be successfully executed even by a person with minimal laboratory experience.