Fluid flow and dispersion predictions in porous media by utilizing advanced numerical methods

Diplomityön tavoitteena oli tarkastella numeerisen virtauslaskennan avulla virtaukseen liittyviä ilmiöitä ja kaasun dispersiota. Diplomityön sisältö on jaettu viiteen osaan; johdantoon, teoriaan, katsaukseen virtauksen mallinnukseen huokoisessa materiaalissa liittyviin tutkimusselvityksiin, numeeriseen mallinnukseen sekä tulosten esittämiseen ja johtopäätöksiin. Diplomityön alussa kiinnitettiin huomiota erilaisiin kokeellisiin, numeerisiin ja teoreettisiin mallinnusmenetelmiin, joilla voidaan mallintaa virtausta huokoisessa materiaalissa. Kirjallisuusosassa tehtiin katsaus aikaisemmin julkaistuihin puoliempiirisiin ja empiirisiin tutkimusselvityksiin, jotka liittyvät huokoisen materiaalin aiheuttamaan painehäviöön. Numeerisessa virtauslaskenta osassa rakennettiin ja esitettiin huokoista materiaalia kuvaavat numeeriset mallit käyttäen kaupallista FLUENT -ohjelmistoa. Työn lopussa arvioitiin teorian, numeerisen virtauslaskennan ja kokeellisten tutkimusselvitysten tuloksia. Kolmiulotteisen huokoisen materiaalinnumeerisessa mallinnuksesta saadut tulokset vaikuttivat lupaavilta. Näiden tulosten perusteella tehtiin suosituksia ajatellen tulevaa virtauksen mallinnusta huokoisessa materiaalissa. Osa tässä diplomityössä esitetyistä tuloksista tullaan esittämään 55. Kanadan Kemiantekniikan konferenssissa Torontossa 1619 Lokakuussa 2005. ASME :n kansainvälisessä tekniikan alan julkaisussa. Työ on hyväksytty esitettäväksi esitettäväksi laskennallisen virtausmekaniikan (CFD) aihealueessa 'Peruskäsitteet'. Lisäksi työn yksityiskohtaiset tulokset tullaan lähettämään myös CES:n julkaisuun.

Dispersion of Hybrid Electromagnetic-Spin Waves in the Slotline

The presented thesis is devoted to investigation of wave processes in hybrid ferrite / ferroelectric structures. Spin wave devices based on ferrite films have such disadvantages, as huge size of the magnetic systems, low tuning velocity, considerable power inputs for parameters control that limits possible device applications. The considered layered structures allow to overcome the disadvantages mentioned and to promote the development of novel class of tunable microwave devices. The proposed theoretical analysis is intended to construct a model of hybrid electromagnetic-spin waves. Based on the theoretical analysis the experimental investigations were carried out. The experimental resonance characteristics of ferrite / ferroelectric resonator were obtained and their tunability by means of magnetic and electric field was demonstrated.

Molecular diagnostics of rare inherited SYNDROMES with a view on diagnostic test development

CHARGE syndrome, Sotos syndrome and 3p deletion syndrome are examples of rare inherited syndromes that have been recognized for decades but for which the molecular diagnostics only have been made possible by recent advances in genomic research. Despite these advances, development of diagnostic tests for rare syndromes has been hindered by diagnostic laboratories having limited funds for test development, and their prioritization of tests for which a (relatively) high demand can be expected. In this study, the molecular diagnostic tests for CHARGE syndrome and Sotos syndrome were developed, resulting in their successful translation into routine diagnostic testing in the laboratory of Medical Genetics (UTUlab). In the CHARGE syndrome group, mutation was identified in 40.5% of the patients and in the Sotos syndrome group, in 34%, reflecting the use of the tests in routine diagnostics in differential diagnostics. In CHARGE syndrome, the low prevalence of structural aberrations was also confirmed. In 3p deletion syndrome, it was shown that small terminal deletions are not causative for the syndrome, and that testing with arraybased analysis provides a reliable estimate of the deletion size but benign copy number variants complicate result interpretation. During the development of the tests, it was discovered that finding an optimal molecular diagnostic strategy for a given syndrome is always a compromise between the sensitivity, specificity and feasibility of applying a new method. In addition, the clinical utility of the test should be considered prior to test development: sometimes a test performing well in a laboratory has limited utility for the patient, whereas a test performing poorly in the laboratory may have a great impact on the patient and their family. At present, the development of next generation sequencing methods is changing the concept of molecular diagnostics of rare diseases from single tests towards whole-genome analysis.

The time series convergence of dispersion in financial analysts' forecasts

Finansanalytiker har en stor betydelse för finansmarknaderna, speciellt igenom att förmedla information genom resultatprognoser. Typiskt är att analytiker i viss grad är oeniga i sina resultatprognoser, och det är just denna oenighet analytiker emellan som denna avhandling studerar. Då ett företag rapporterar förluster tenderar oenigheten gällande ett företags framtid att öka. På ett intuitivt plan är det lätt att tolka detta som ökad osäkerhet. Det är även detta man finner då man studerar analytikerrapporter - analytiker ser ut att bli mer osäkra då företag börjar gå med förlust, och det är precis då som även oenigheten mellan analytikerna ökar. De matematisk-teoretiska modeller som beskriver analytikers beslutsprocesser har däremot en motsatt konsekvens - en ökad oenighet analytiker emellan kan endast uppkomma ifall analytikerna blir säkrare på ett individuellt plan, där den drivande kraften är asymmetrisk information. Denna avhandling löser motsägelsen mellan ökad säkerhet/osäkerhet som drivkraft bakom spridningen i analytikerprognoser. Genom att beakta mängden publik information som blir tillgänglig via resultatrapporter är det inte möjligt för modellerna för analytikers beslutsprocesser att ge upphov till de nivåer av prognosspridning som kan observeras i data. Slutsatsen blir därmed att de underliggande teoretiska modellerna för prognosspridning är delvis bristande och att spridning i prognoser istället mer troligt följer av en ökad osäkerhet bland analytikerna, i enlighet med vad analytiker de facto nämner i sina rapporter. Resultaten är viktiga eftersom en förståelse av osäkerhet runt t.ex. resultatrapportering bidrar till en allmän förståelse för resultatrapporteringsmiljön som i sin tur är av ytterst stor betydelse för prisbildning på finansmarknader. Vidare används typiskt ökad prognosspridning som en indikation på ökad informationsasymmetri i redovisningsforskning, ett fenomen som denna avhandling därmed ifrågasätter.

CFD modeling of dispersion water feed in wastewater cleaning application

Fluid particle breakup and coalescence are important phenomena in a number of industrial flow systems. This study deals with a gas-liquid bubbly flow in one wastewater cleaning application. Three-dimensional geometric model of a dispersion water system was created in ANSYS CFD meshing software. Then, numerical study of the system was carried out by means of unsteady simulations performed in ANSYS FLUENT CFD software. Single-phase water flow case was setup to calculate the entire flow field using the RNG k-epsilon turbulence model based on the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. Bubbly flow case was based on a computational fluid dynamics - population balance model (CFD-PBM) coupled approach. Bubble breakup and coalescence were considered to determine the evolution of the bubble size distribution. Obtained results are considered as steps toward optimization of the cleaning process and will be analyzed in order to make the process more efficient.