Memory effects and geometrical considerations in open quantum systems

This thesis discusses memory effects in open quantum systems with an emphasis on the Breuer, Laine, Piilo (BLP) measure of non-Markovianity. It is shown how the calculation of the measure can be simplifed and how quantum information protocols can bene t from memory e ects. The superdense coding protocol is used as an example of this. The quantum Zeno effect will also be studied from the point of view of memory e ects. Finally the geometric ideas used in simplifying the calculation of the BLP measure are applied in studying the amount of resources needed for detecting bipartite quantum correlations. It is shown that to decide without prior information if an unknown quantum state is entangled or not, an informationally complete measurement is required. The first part of the thesis contains an introduction to the theoretical ideas such as quantum states, closed and open quantum systems and necessary mathematical tools. The theory is then applied in the second part of the thesis as the results obtained in the original publications I-VI are presented and discussed.

Pesulaitteen horisontaalisen harjan nostomekanismin kehittäminen

Työssä on pyritty löytämään ratkaisuvaihtoehtoja pesulaitteen horisontaalisen harjan nostomekanismin parantamiseksi. Nostomekanismia pyrittiin kehittämään vähemmän huoltoa vaativaksi, toimintavarmemmaksi sekä kustannuksiltaan halvemmaksi. Uusia vaihtoehtoja mekanismille pyrittiin löytämään järjestelmällisen ideoinnin avulla, käyttäen hyödyksi alan kirjallisuutta, käytössä olevia pesulaitteita sekä jokapäiväisessä elämässä eteen tulleita havaintoja. Korroosiota aiheuttavat olosuhteet, horisontaalisen harjakokoonpanon pitkä liikerata sekä paino asettavat erityisvaatimuksia uudelle mekanismille. Lisäksi mekanismin täytyy liikuttaa harjaa vertikaalisessa suunnassa vakiona pysyvällä nopeudella. Valittuja ratkaisuvaihtoehtoja tarkasteltiin pistearvioinnin avulla ennen jatkokehittelyn aloittamista. Alustavassa komponenttien mitoituksessa pyrittiin mekanismin komponenteille löytämään oikea valmistusmateriaali sekä komponenttien geometriset mitat. Mekanismin valmistuskustannuksia eri valmistusmenetelmien kesken kartoitettiin yhteydenotoilla eri konepajojen kanssa. Alustavien kustannuslaskelmien perusteella jatkokehittelyyn otetun mekanismin kustannukset on 70 prosenttia pienemmät kuin nykyisen mekanismin kustannukset. Osien vähyys sekä mekanismin yksinkertaisuus lisää nostomekanismin luotettavuutta sekä vähentää tarvittavia huoltotoimenpiteitä.

Höyryturbiinin kanavistojen numeerinen virtauslaskenta

Diplomityössä tutkittiin Fortumin Loviisan ydinvoimalaitoksen ulosvirtauskanaviston ja suurnopeuskosteudenerottimen toimintaa, sekä selvitettiin taustalla olevaa teoriaa ja aiemmin tehtyjä tutkimuksia. Tavoitteena oli ymmärtää ja esittää laitteiden toimintaa, sekä tutkia voiko ulosvirtauskanaviston suorituskykyä parantaa geometrian muutoksilla. Työssä luotiin tutkittaville kohteille geometriat ja laskentahilat, joiden avulla simuloitiin niiden toimintaa eri käyttötilanteissa numeerisen virtauslaskennan avulla. Laskennan reunaehdot saatiin olemassa olevasta prosessimallista ja aiemmista turbiiniselvityksistä. Ulosvirtauskanaviston suorituskyky laskettiin kolmella eri lauhdutinpaineella neljällä eri geometrialla. Geometrian muutokset vaikuttivat selkeästi ulosvirtauskanaviston suorituskykyyn ja sitä saatiin parannettua. Kaksi kolmesta muutoksesta, lisäkanavat ja oikaistu vesilippa, pa-ransivat suorituskykyä. Lokinsiipien poistaminen heikensi ulosvirtauskanaviston toi-mintaa. Suurnopeuskosteudenerottimen mallintaminen jäi lähtötietojen ja ajan puutteen takia hieman tavoitteesta. Sekä ulosvirtauskanaviston että suurnopeuskosteudenerotti-men jatkotutkimusta ja mahdollisia toimenpiteitä varten saatiin arvokasta uutta tietoa.