Numerical Modelling of Combustion and Emission Formation in a Diesel Engine with Different Fuel Injection Characteristics

Päästöjen vähentäminen on ollut viime vuosina tärkeässä osassa polttomoottoreita kehitettäessä.Monet viralliset tahot asettavat uusia tiukempia päästörajoituksia. Päästörajatovat tyypillisesti olleet tiukimmat autoteollisuuden valmistamille pienille nopeakäyntisille diesel-moottoreille, mutta viime aikoina paineita on kohdistunut myös suurempiin keskinopeisiin ja hidaskäyntisiin diesel-moottoreihin. Päästörajat ovat erilaisia riippuen moottorin tyypistä, käytetystä polttoaineesta ja paikasta missä moottoria käytetään johtuen erilaisista paikallisista laeista ja asetuksista. Eniten huomiota diesel-moottorin päästöissä täytyy kohdistaa typen oksideihin, savun muodostukseen sekä partikkeleihin. Laskennallisen virtausmekaniikan (CFD) avulla on hyvät mahdollisuudet tutkia diesel-moottorin sylinterissä tapahtuvia ilmiöitä palamisen aikana. CFD on hyödyllinen työkalu arvioitaessa moottorin suorituskykyä ja päästöjen muodostumista. CFD:llä on mahdollista testata erilaisten parametrien ja geometrioiden vaikutusta ilman kalliita moottorinkoeajoja. CFD:tä voidaan käyttää myös opetustarkoituksessa lisäämään paloprosessin tuntemusta. Tulevaisuudessa palamissimuloinnit CFD:llä tulevat epäilemättä olemaan tärkeä osa moottorin kehityksessä. Tässä diplomityössä on tehty palamissimuloinnit kahteen erilaisilla poittoaineenruiskutuslaitteistoilla varustettuun Wärtsilän keskinopeaan diesel-moottoriin. W46 moottorin ruiskutuslaitteisto on perinteinen mekaanisesti ohjattu pumppusuutin ja W46-CR moottorissa on elektronisesti ohjattu 'common rail' ruiskutuslaitteisto. Näiden moottorien ja käytössä olevien ruiskutusprofiilien lisäksi on simuloinneilla testattu erilaisia uusia ruiskutusprofiileja, jotta erityyppisten profiilien hyvät ja huonot ominaisuudet tulisivat selville. Matalalla kuormalla kiinnostuksen kohteena on nokipäästöjen muodostus ja täydellä kuormalla NOx-päästöjen muodostus ja polttoaineen kulutus. Simulointien tulokset osoittivat, että noen muodostusta matalalla kuormalla voidaan selvästi vähentää monivaiheisella ruiskutuksella, jossa yksi ruiskutusjakso jaetaan kahteen tai useampaan jaksoon. Erityisen tehokas noen vähentämisessä vaikuttaa olevan ns. jälkiruiskutus (post injection). Matalat NOx-päästöt ja hyvä polttoaineen kulutus täydellä kuormalla on mahdollista saavuttaaasteittain nostettavalla ruiskutusnopeudella.

Messaging Application Engine for Symbian Platform

Tämä diplomityö kuvaa viestintä sovelluksen ytimen kehitystyön Symbian-alustalle. Koko sovelluksen vaatimuksena oli vastaamattomiin puheluihin vastaaminen ennalta määritellyillä tekstiviesteillä käyttäjän määrittelemien sääntöjen mukaisesti. Ei-toiminnallisia vaatimuksia olivat resurssien käytön vähentäminen ja uudelleenkäytön mahdollistaminen. Täten tämän työn tavoitteena oli kehittää ydin, joka kapseloi sovelluksen sellaisen toiminnallisuuden, joka on käyttöliittymästä riippumatonta ja uudelleenkäytettävää. Kehitystyössä ohjasi Unified Process, joka on iteroiva, käyttötapauksien ohjaama ja arkkitehtuurikeskeinen ohjelmistoprosessi. Se kannusti käyttämään myös muita teollisuudenalan vakiintuneita menetelmiä, kuten suunnittelumalleja ja visuaalista mallintamista käyttäen Unified Modelling Languagea. Suunnittelumalleja käytettiin kehitystyön aikana ja ohjelmisto mallinnettiin visuaalisesti suunnittelun edistämiseksi ja selkiyttämiseksi. Alustan palveluita käytettiin hyväksi kehitysajan ja resurssien käytön minimoimiseksi. Ytimen päätehtäviksi määrättiin viestien lähettäminen sekä sääntöjen talletus ja tarkistaminen. Sovelluksen eri alueet, eli sovelluspalvelin ja käyttöliittymää, pystyivät käyttämään ydintä ja sillä ei ollut riippuvuuksia käyttöliittymätasolle. Täten resurssien käyttö väheni ja uudelleenkäytettävyys lisääntyi. Viestien lähettäminen toteutettiin Symbian-alustan menetelmin. Sääntöjen tallettamiseen tehtiin tallennuskehys, joka eristää sääntöjen sisäisen ja ulkoisen muodon. Tässä tapauksessa ulkoiseksi tallennustavaksi valittiin relaatiotietokanta. Sääntöjen tarkastaminen toteutettiin tavanomaisella olioiden yhteistoiminnalla. Päätavoite saavutettiin. tämä ja muut hyviksi arvioidut lopputulokset, kuten uudelleenkäytettävyys ja vähentynyt resurssien käyttö, arveltiin juontuvan suunnittelumallien ja Unified Processin käytöstä. Kyseiset menetelmät osoittivat mukautuvansa pieniinkin projekteihin. Menetelmien todettiin myös tukevan ja kannustavan kehitystyön aikaista oppimista, mikä oli välttämätöntä tässä tapauksessa.

Web-sovellus Google App Engine alustalle

App Engine on lyhenne englanninkielisistä termeistä application, sovellus ja engine, moottori. Kyseessä on Google, Inc. -konsernin toteuttama kaupallinen palvelu, joka noudattaa pilvimallin tietojenkäsittelyn periaatteita ja mahdollistaa asiakkaan oman sovelluskehityksen. Järjestelmään on mahdollista ohjelmoida itse ideoitu palvelu Internet - verkon välityksellä käytettäväksi, joko yksityisesti tai julkisesti. Kyse on siis hajautetusta palvelinjärjestelmästä, jonka tarjoaa dynaamisesti kuormitukseen sopeutuvan sovellusalustan, jossa asiakas ei vuokraa virtuaalikoneita. Myös järjestelmän tarjoama tallennuskapasiteetti on saatavilla joustavasti. Itse kandidaatintyössä syvennytään yksityiskohtaisemmin sovelluksen toteuttamiseen palvelussa, rajoitteisiin ja soveltuvuuteen. Alussa käydään läpi pilvikäsite, joista monilla tietokoneiden käyttäjillä on epäselvä käsitys. Erilaisia kokonaisuuksia voidaan luoda erittäin monella tavalla, joista rajaamme käsittelyn kohteeksi toteuttamiskelpoiset yleiset ratkaisut.

Pilvisovelluskehitys Google App Engine -pilvisovellusalustalla

Tämä Diplomityö keskittyy tutkimaan pilvisovelluskehitystä Google App Engine – pilvisovellusalustalle perustuen kuusi –vaiheiseen vesiputousmalliin sekä tutkimaan Google App Engine -pilvisovellusalustan tarjoamia mahdollisuuksia ja rajoituksia sovelluskehityksen muodossa. Tutkimuksen perusteella kuusi –vaiheinen vesiputousmalli soveltuu pilvisovelluskehitykseen,mikäli vaatimusmäärittely on tarkka jo sovelluskehityksen alkuvaiheessa. Tutkimuksen tuloksena syntyi vaatimusmäärittely MikkoMail –pilvisovellukselle. Vaatimusmäärittelyn pohjalta luotiin MikkoMail –pilvisovellus Google App Engine –pilvisovellusalustalle. Google App Engine –pilvisovellusalusta tukee vain Python- ja Java –ohjelmointikieliä eikä sisällä lainkaan ulkoista tietokantapalveluiden tukea. Tästä syystä Google App Engine -pilvisovellusalusta soveltuu pieniin, keskisuuriin ja pilottiprojektinomaisiin sovelluskehitysprojekteihin.

Evaluating multidimensional visualization techniques in data mining tasks

Visual data mining (VDM) tools employ information visualization techniques in order to represent large amounts of high-dimensional data graphically and to involve the user in exploring data at different levels of detail. The users are looking for outliers, patterns and models – in the form of clusters, classes, trends, and relationships – in different categories of data, i.e., financial, business information, etc. The focus of this thesis is the evaluation of multidimensional visualization techniques, especially from the business user’s perspective. We address three research problems. The first problem is the evaluation of projection-based visualizations with respect to their effectiveness in preserving the original distances between data points and the clustering structure of the data. In this respect, we propose the use of existing clustering validity measures. We illustrate their usefulness in evaluating five visualization techniques: Principal Components Analysis (PCA), Sammon’s Mapping, Self-Organizing Map (SOM), Radial Coordinate Visualization and Star Coordinates. The second problem is concerned with evaluating different visualization techniques as to their effectiveness in visual data mining of business data. For this purpose, we propose an inquiry evaluation technique and conduct the evaluation of nine visualization techniques. The visualizations under evaluation are Multiple Line Graphs, Permutation Matrix, Survey Plot, Scatter Plot Matrix, Parallel Coordinates, Treemap, PCA, Sammon’s Mapping and the SOM. The third problem is the evaluation of quality of use of VDM tools. We provide a conceptual framework for evaluating the quality of use of VDM tools and apply it to the evaluation of the SOM. In the evaluation, we use an inquiry technique for which we developed a questionnaire based on the proposed framework. The contributions of the thesis consist of three new evaluation techniques and the results obtained by applying these evaluation techniques. The thesis provides a systematic approach to evaluation of various visualization techniques. In this respect, first, we performed and described the evaluations in a systematic way, highlighting the evaluation activities, and their inputs and outputs. Secondly, we integrated the evaluation studies in the broad framework of usability evaluation. The results of the evaluations are intended to help developers and researchers of visualization systems to select appropriate visualization techniques in specific situations. The results of the evaluations also contribute to the understanding of the strengths and limitations of the visualization techniques evaluated and further to the improvement of these techniques.

Search Engine Optimization Methods & Search Engine Indexing for CMS Applications

Search engine optimization & marketing is a set of processes widely used on websites to improve search engine rankings which generate quality web traffic and increase ROI. Content is the most important part of any website. CMS web development is now become very essential for most of organizations and online businesses to develop their online system and websites. Every online business using a CMS wants to get users (customers) to make profit and ROI. This thesis comprises a brief study of existing SEO methods, tools and techniques and how they can be implemented to optimize a content base website. In results, the study provides recommendations about how to use SEO methods; tools and techniques to optimize CMS based websites on major search engines. This study compares popular CMS systems like Drupal, WordPress and Joomla SEO features and how implementing SEO can be improved on these CMS systems. Having knowledge of search engine indexing and search engine working is essential for a successful SEO campaign. This work is a complete guideline for web developers or SEO experts who want to optimize a CMS based website on all major search engines.

Optimization as a method of search engine marketing

This study is dedicated to search engine marketing (SEM). It aims for developing a business model of SEM firms and to provide explicit research of trustworthy practices of virtual marketing companies. Optimization is a general term that represents a variety of techniques and methods of the web pages promotion. The research addresses optimization as a business activity, and it explains its role for the online marketing. Additionally, it highlights issues of unethical techniques utilization by marketers which created relatively negative attitude to them on the Internet environment. Literature insight combines in the one place both technical and economical scientific findings in order to highlight technological and business attributes incorporated in SEM activities. Empirical data regarding search marketers was collected via e-mail questionnaires. 4 representatives of SEM companies were engaged in this study to accomplish the business model design. Additionally, the fifth respondent was a representative of the search engine portal, who provided insight on relations between search engines and marketers. Obtained information of the respondents was processed qualitatively. Movement of commercial organizations to the online market increases demand on promotional programs. SEM is the largest part of online marketing, and it is a prerogative of search engines portals. However, skilled users, or marketers, are able to implement long-term marketing programs by utilizing web page optimization techniques, key word consultancy or content optimization to increase web site visibility to search engines and, therefore, user’s attention to the customer pages. SEM firms are related to small knowledge-intensive businesses. On the basis of data analysis the business model was constructed. The SEM model includes generalized constructs, although they represent a wider amount of operational aspects. Constructing blocks of the model includes fundamental parts of SEM commercial activity: value creation, customer, infrastructure and financial segments. Also, approaches were provided on company’s differentiation and competitive advantages evaluation. It is assumed that search marketers should apply further attempts to differentiate own business out of the large number of similar service providing companies. Findings indicate that SEM companies are interested in the increasing their trustworthiness and the reputation building. Future of the search marketing is directly depending on search engines development.

Influence of Link Structure on Search Engine Result Pages of Online Nursery Shops

The primary objective of this thesis is to assess how the backlink portfolio structure and off site Search Engine Optimisation (SEO) elements influence ranking of UK based online nursery shops. The growth of the internet use demanded significant effort from companies to optimize and increase their online presence in order to cope with the increasing online competition. The new e-Commerce technology - called Search Engine Optimisation - has been developed that helped increase website visibility of companies. The SEO process involves on site elements (i.e. changing the parameters of the company's website such as keywords, title tags and meta descriptions) and off site elements (link building and social media marketing activity). Link Building is based on several steps of marketing planning including keyword research and competitor analysis. The underlying goal of keyword research is to understand the targeted market through identifying relevant keyword queries that are used by targeted costumer group. In the analysis, three types (geographic, field and company’s strategy related) and seven sources of keywords has been identified and used as a base of analysis. Following the determination of the most popular keywords, allinanchor and allintitle search has been conducted and the first ten results of the searches have been collected to identify the companies with the most significant web presence among the nursery shops. Finally, Link Profiling has been performed where the essential goal was to understand to what extent other companies' link structure is different that the base company's backlinks. Significant difference has been found that distinguished the top three companies ranking in the allinanchor and allintitle search. The top three companies, „Mothercare”, „Mamas and Papas” and „Kiddicare” maintained significantly better metrics regarding domain and page authority on the main landing pages, the average number of outbound links for link portfolio metric and in number of backlinks. These companies also ranked among the highest in page authority distribution and followed external linking.

Heat transfer inside internal combustion engine: modelling and comparison with experimental data

The paper is devoted to study specific aspects of heat transfer in the combustion chamber of compression ignited reciprocating internal combustion engines and possibility to directly measure the heat flux by means of Gradient Heat Flux Sensors (GHFS). A one – dimensional single zone model proposed by Kyung Tae Yun et al. and implemented with the aid of Matlab, was used to obtain approximate picture of heat flux behavior in the combustion chamber with relation to the crank angle. The model’s numerical output was compared to the experimental results. The experiment was accomplished by A. Mityakov at four stroke diesel engine Indenor XL4D. Local heat fluxes on the surface of cylinder head were measured with fast – response, high – sensitive GHFS. The comparison of numerical data with experimental results has revealed a small deviation in obtained heat flux values throughout the cycle and different behavior of heat flux curve after Top Dead Center.

Heat flux measurement inside internal combustion engine with gradient heat flux sensor.

This master’s thesis is devoted to study different heat flux measurement techniques such as differential temperature sensors, semi-infinite surface temperature methods, calorimetric sensors and gradient heat flux sensors. The possibility to use Gradient Heat Flux Sensors (GHFS) to measure heat flux in the combustion chamber of compression ignited reciprocating internal combustion engines was considered in more detail. A. Mityakov conducted an experiment, where Gradient Heat Flux Sensor was placed in four stroke diesel engine Indenor XL4D to measure heat flux in the combustion chamber. The results which were obtained from the experiment were compared with model’s numerical output. This model (a one – dimensional single zone model) was implemented with help of MathCAD and the result of this implementation is graph of heat flux in combustion chamber in relation to the crank angle. The values of heat flux throughout the cycle obtained with aid of heat flux sensor and theoretically were sufficiently similar, but not identical. Such deviation is rather common for this type of experiment.

Matrix Mind : on managerial reframing in multidimensional problem solving

Det är inte ovanligt att man i organisationer ställs inför problem som inte kan hanteras inom befintlig organisationsstruktur. Skälen kan vara att frågorna har många – ibland konflikterande – dimensioner och perspektiv som samtidigt måste beaktas. I den här avhandlingen studeras vilka tankemönster och föreställningar som fanns när grupper av chefer försökte lösa komplexa problem, som inte hade en naturlig organisatorisk hemvist och hur de omsatte dessa tankemönster i handling. Vad kännetecknade det ledarskap som utövades under problemlösningsprocessen? Avhandlingens empiri hämtas från ledarutvecklingsprogram i två internationellt verksamma företag i Sverige, och omfattar 14 verkliga affärsproblem i dessa företag och den process varigenom de löstes. De 14 seminarierna utgör exempel på hur mångdimensionella frågeställningar framgångsrikt hanteras utanför den befintliga organisationsstrukturen. Studien ger, genom att adressera frågor kring tankesätt och ledningsprocesser, en djupare förståelse för förutsättningarna för detta, och lyfter särskilt fram betydelsen av ett ledarskap som inbegriper begreppen intervention, förmåga och omtolkning. Som ett samlat begrepp introduceras bilden att utöva ledarskapet utifrån ett matrix mind. Att påverka strukturer (i vid mening) och därigenom de förmågor som utvecklas, är del i detta ledarskap. Det sker genom interventioner (ingrepp som påverkar relationer i t ex en grupp) och baserades i den aktuella empirin på uppfattningar om värdet av problematisering, erfarenhetsutbyte och av ett språk, som både beskriver och anger inriktning för aktiviteter. Interventioner i strukturer (och till dem knutna processer) beskriver dock bara delvis detta ledarskap. Att leda med ett matrix mind innefattar också ett nyfiket och kreativt förhållningssätt, och att utifrån detta leda omtolkning av problem. I empirin finns flera exempel på detta. Avhandlingen avser att ge ett bidrag inom såväl organisations- som ledarskapsteori.

It’s a workflow engine. It’s working with linked data. It’s repository! – Supporting electronic thesis related processes in University of Helsinki library

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014