Radioverkon mallintaminen nurba-pintaa hyödyntäen

Tässä työssä perehdytaan erilaisiin tapoihin mallintaa radioverkon kuuluvuutta verkon suunnittelua ja erilaisia palveluja varten. Tämän tarkastelun perusteella muodostetaan ongelmaan NURBS-pintaan perustuva ratkaisu, jolla radioverkon kuuluvuutta voidaan tarkastella kolmiulotteisesti. Radioverkon kuuluvuutta mallinnettaessa työssä kehitetty malli ottaa syötteenään tietoja rakennuksesta ja mitattuja signaalivoimakkuuksia ja luo näiden perusteella kolmiulotteisen pinnan, jonka avulla pystytään tarkastelemaan kuuluvuusaluetta. Kehitetyn mallin perusteella työssä toteutettiin radioverkon kuuluvuutta mallintava sovellus, joka pystyy tarjoamaan tietoa signaalin voimakkuudesta myös muiden sovellusten tarpeisiin.

3D Stripixel Detectors Simulation

Solid-state silicon detectors have replaced conventional ones in almost all recent high-energy physics experiments. Pixel silicon sensors don't have any alternative in the area near the interaction point because of their high resolution and fast operation speed. However, present detectors hardly withstand high radiation doses. Forthcoming upgrade of the LHC in 2014 requires development of a new generation of pixel detectors which will be able to operate under ten times increased luminosity. A planar fabrication technique has some physical limitations; an improvement of the radiation hardness will reduce sensitivity of a detector. In that case a 3D pixel detector seems to be the most promising device which can overcome these difficulties. The objective of this work was to model a structure of the 3D stripixel detector and to simulate electrical characteristics of the device. Silvaco Atlas software has been used for these purposes. The structures of single and double sided dual column detectors with active edges were described using special command language. Simulations of these detectors have shown that electric field inside an active area has more uniform distribution in comparison to the planar structure. A smaller interelectrode space leads to a stronger field and also decreases the collection time. This makes the new type of detectors more radiation resistant. Other discovered advantages are the lower full depletion voltage and increased charge collection efficiency. So the 3D stripixel detectors have demonstrated improved characteristics and will be a suitable replacement for the planar ones.

Henkilöauton korin mallintaminen virtuaalitestejä varten

Nykyään auton korien tuotekehitysprosessissa jää hyvin vähän aikaa korin rakenteiden optimointiin. Rakenteiden optimointi tehdään virtuaalitestauksen avulla siten, että yhdellä elementtimallilla tehdään erilaisia testejä ja optimoidaan useita omaisuuksia samanaikaisesti. Tässä tutkimuksessa tavoitteena on kehittää auton korin FEM-malli, jolla voidaan suorittaa mahdollisimman monta erilaista virtuaalitestiä. Rakennetun mallin toimivuutta testattiin tekemällä sille ympäriajoturvallisuustesti ja saatuja tuloksia verrattiin oikean auton testiin.

Synthesis and magnetic properties of heteronuclear 3d-4f compound

A novel heteronuclear 3d-4f compound having formula NdCu3L3·13H2O (where H3L = Schiff base derived from 5-bromosalicylaldehyde and glycylglycine and L³ = C11H8 N2O4Br) was obtained. It was characterized by elemental and thermal analyses and magnetic measurements. The Cu(II)-Nd(III) compound is stable up to 323 K. During dehydration process the water molecules are lost in two stages. The magnetic susceptibility data for this complex change with temperature according to the Curie-Weiss law with theta = -35 K. The magnetic moment values decrease from 5.00µB at 303 K to 4.38µB at 76 K.

Metaanin muodostumisen mallintaminen kaatopaikalla

Methane-rich landfill gas is generated when biodegradable organic wastes disposed of in landfills decompose under anaerobic conditions. Methane is a significant greenhouse gas, and landfills are its major source in Finland. Methane production in landfill depends on many factors such as the composition of waste and landfill conditions, and it can vary a lot temporally and spatially. Methane generation from waste can be estimated with various models. In this thesis three spreadsheet applications, a reaction equation and a triangular model for estimating the gas generation were introduced. The spreadsheet models introduced are IPCC Waste Model (2006), Metaanilaskentamalli by Jouko Petäjä of Finnish Environment Institute and LandGEM (3.02) of U.S. Environmental Protection Agency. All these are based on the first order decay (FOD) method. Gas recovery methods and gas emission measurements were also examined. Vertical wells and horizontal trenches are the most commonly used gas collection systems. Emission measurements chamber method, tracer method, soil core and isotope measurements, micrometeorological mass-balance and eddy covariance methods and gas measuring FID-technology were discussed. Methane production at Ämmässuo landfill of HSY Helsinki Region Environmental Services Authority was estimated with methane generation models and the results were compared with the volumes of collected gas. All spreadsheet models underestimated the methane generation at some point. LandGEM with default parameters and Metaanilaskentamalli with modified parameters corresponded best with the gas recovery numbers. Reason for the differences between evaluated and collected volumes could be e.g. that the parameter values of the degradable organic carbon (DOC) and the fraction of decomposable degradable organic carbon (DOCf) do not represent the real values well enough. Notable uncertainty is associated with the modelling results and model parameters. However, no simple explanation for the discovered differences can be given within this thesis.

Epäsuoran auttamisen mallintaminen reaktioyhtälöitä käyttäen

Jos populaatiossa yksilöt auttavat toisiaan hyötymättä siitä suoraan, vaan odottavat jonkun auttavan heitä tulevaisuudessa, puhutaan epäsuorasta auttamisesta. Yleinen periaate on jakaa mainetta potentiaaliselle auttajalle: hyvää tai huonoa riippuen siitä, auttaako hän vai ei. Mainetta voi laskea kahdella tavalla: binäärisesti, jolloin muistetaan ainoastaan edellinen teko, tai monimaineisesti, jolloin maine kerääntyy vähitellen. Tyypillisesti epäsuoraa auttamista tutkitaan peliteoreettisesti. Tässä tutkielmassa tarkastellaan epäsuoraa auttamista kuitenkin reaktioyhtälöiden avulla monimaineisessa tapauksessa. Tutkimus on suoritettu pääsääntöisesti Mathematica-ohjelmistolla simuloiden, pääpainon ollessa kahden eri auttamisparametrin evoluutiossa: ensinnäkin on tutkittu auttamishalukkuuden evoluutiota ja toisaalta on etsitty evolutiivisesti attrahoivaa auttamisstrategiaa. Evoluutiota on tutkittu adaptiivisen dynamiikan keinoin. Aluksi työssä on selvitetty auttamisen evoluutiota yhdessä populaatiossa. Siinä huomataan, että maineen jakaminen on välttämätöntä, jottei auttaminen häviäisi populaatiosta. Lisäksi nähdään, että lopputilassa on kaksi stabiilia auttamistilaa: joko ketään ei auteta, tai sitten apua annetaan hieman yli 50 prosentin todennäköisyydellä. Lisäksi tutkielmassa on tarkasteltu auttamisen evoluutiota metapopulaatiossa. Tässäkin tapauksessa löydetään kaksi stabiilia auttamistilaa, missä epätriviaali tasapainotila on suurempi kuin yhden populaation tapauksessa. Toisaalta huomataan, että samalla joutuminen nollatilaan tapahtuu helpommin.

Toimintarajoitteisten henkilöiden ajokyvyn arvioinnin mallintaminen psykologisen toimintateorian avulla

Veli Matti Heikkilän väitöskirja Evaluation of driving ability of the disabled persons in the context of the psychological activity theory (Helsingin yliopisto 2008).

Epävarmuuden mallintaminen investointilaskelmissa ja irtautumispäätöksen ajoittaminen: Case Paroc

Tässä diplomityössä on tutkittu epävarmuuden mallintamista investointilaskelmissa. Kirjallisuuden perusteella luotiin prosessimalli, jolla voidaan strukturoidusti tehdä yritysinvestointi- tai yritysirtaantumispäätös. Malli koostuu neljästä päävaiheesta, mutta pääpainopiste mallissa on laskentamenetelmissä. Luotua prosessimallia sekä erityisesti laskentamenetelmiä on sovellettu yritysesimerkin avulla. Epävarmuuden mallintamisongelmaa on käsitelty sekä perinteisten klassillisten investointiteorioiden että reaalioptioajatteluun pohjautuvien menetelmien avulla. Reaalioptioteoriaan perustuvien menetelmien avulla voidaan ottaa huomioon tulevat epävarmuudet ja päätöksentekomahdollisuudet. Perinteisten reaalioptioteorioiden käytännön elämän vastaisten taustaoletuksien vuoksi tutkittiin erityisesti uusimpia malleja. Diplomityössä yritysesimerkiksi valittiin Paroc Group, jonka yritysjärjestelytilannetta tutkittiin sen nykyisen omistajan eli pankin näkökulmasta. Diplomityön yhtenä keskeisenä tavoitteena oli selvittää, että kannattaako pankin myydä yhtiö tämän hetkisellä markkinahinnalla vai odottaa parempaa myyntiajankohtaa.

Liiketoimintaprosessien mittaaminen ja mallintaminen

Tutkimuksessa tutkitaan mallintamista ja mittaamista osana liiketoimintaproses-sien parantamista, sekä näiden asioiden kuvaamista soveltuvalla työkalulla. Ensin esitetään teoreettinen viitekehys siihen, kuinka prosesseja voidaan mitata ja mal-lintaa. Sitten raportoidaan käytännössä suoritettu kehitystyö, jolle on määritetty lähtö- ja tavoitetila. Työn onnistumista mitataan johtajahaastatteluin ja saatuja tuloksia verrataan teoriaan. Tutkimuksessa yhdistettiin analyyttinen mallinrakennus, tieteellinen ongelman-ratkaisutoiminta sekä konsultointi tarkoituksena saada aikaan kohde organisaati-olle sopiva konstruktio esitettyyn ongelmaan. Johtajahaastattelut analysoitiin ja suoritettiin kvalitatiivinen tarveanalyysi. Haastatteluja täydennettiin muulla kerä-tyllä aineistolla ja analyysin tarkkuutta pyritään kasvattamaan eri lähdeaineistojen ristivertailuilla. Yrityksissä on niin liiketoiminnalle elintärkeitä ydinprosesseja kuin niitä tukevia tukiprosessejakin. Niiden toiminta perustuu ennalta suunniteltuihin ja uudelleen-käytettäviin menetelmiin. Prosessit tulee sopeuttaa yrityksen arkkitehtuuriin ja niitä on jatkuvasti kehitettävä. Kehittäminen voidaan toteuttaa suurilla kertamuu-toksilla, jatkuvalla laadun parantamisella tai niiden yhdistelmänä. Mallintamisella ja mittaamisella on tärkeä tehtävä liiketoimintaprosessien kehit-tämisessä. Niiden avulla voidaan helpottaa erityisesti prosessien suunnittelua luomalla konkreettisia malleja ja mittareita prosesseista. Toteutuksessa käytettiin prototyyppilähestymistapaa ja työn onnistumista arvioivat yhtiön johtajat. Tutki-muksen tuloksia ovat eri tason prosessimallit, joiden luomisessa käytettiin eri mallintamistekniikoita, sekä mittaristot mittaamaan yrityksen tuottavuutta ja te-hokkuutta.

Palveluarkkitehtuuri ja prosessien palvelulähtöinen mallintaminen

Liiketoiminnot käyttävät useita erillisiä tietojärjestelmiä. Toimintaprosessit sisältävät useiden eri liiketoimintojen suorittamia tehtäviä. Tehtävien tarvitsemien ja tuottamien tietojen sujuvan virtauksen toteutuminen vaatii tietojen ja tietojärjestelmien integraatiota, jota on toteutettu perinteisesti järjestelmien välisillä suorilla yhteyksillä. Tästä seuraa IT-arkkitehtuurin joustamattomuutta. Palvelulähtöisellä arkkitehtuurilla (Service Oriented Architecture, SOA) luvataan IT-arkkitehtuurille parempaa joustavuutta ja toisaalta kustannussäästöjä. Työssä selvitettiin palveluarkkitehtuurin teoreettinen tausta sekä palvelulähtöisen prosessikuvauskielen BPMN ideaa. Empiirisessä osuudessa haettiin teemahaastattelujen avulla kohdeyrityksen ja sen käyttämien järjestelmätoimittajien näkemyksiä palveluarkkitehtuurista ja siihen vaikuttavista tekijöistä. Lisäksi työssä selvitettiin palveluarkkitehtuurista saatavia vastauksia kohdeyrityksen IT-strategiassa esitettyihin tavoitteisiin. Työn tuloksena analysoitiin palvelupohjaista mallinnusmenetelmää noudattaen prosessi- ja palvelukuvaus sekä tunnistettiin niitä tukevat SOA-palvelut. Menetelmän lopputuloksia hyödyntäen työssä esitettiin implementointiratkaisu palveluväylän avulla toteutettuna. Lisäksi luonnosteltiin ehdotusta siitä, miten kohdeyritys voisi lähteä liikkeelle palveluarkkitehtuurin soveltamisessa.

Verkkosodankäynnin peliteoreettinen mallintaminen

Verkkosodankäynti on informaatiosodankäynnin laji, jota käydään tietokoneiden ja viestintäverkkojen avulla. Viestintäverkkoihin ja niiden sisältämään informaatioon pyritään vaikuttamaan, tai niiden avulla pyritään vaikuttamaan vastustajaan. Peliteoria on matematiikan osa-alue, jonka avulla kahden tai useamman tahon välisiä päätöksenteko-ongelmia voidaan mallintaa eksaktisti. Verkkosodankäynti soveltuu pitkälti mallinnettavaksi kahden pelaajan pelinä, joten tutkielmassa ei ole syytä tarkastella useamman pelaajan pelejä. Tutkielmassa esitellään verkkosodankäyntiä ja peliteoriaa yleisesti. Tämän lisäksi esitellään malleja, joissa peliteoriaa on käytetty verkkosodankäynnin analysointiin. Tutkielmassa osoitetaan, että peliteorian avulla on mahdollista analysoida verkkosodankäynnin osa-alueita tietoteknistä lähestymistapaa täydentäen. Täten peliteoria monipuolistaa käsitystä verkkosodankäynnistä.

HTR-PROTEUS-reaktorin mallintaminen

Maailmassa on tarve entistä turvallisemmille ja taloudellisemmille ydinreaktoreille. Neljännen sukupolven reaktorikonseptit ovat aiempia turvallisempia ja luotettavampia, niissä on tehokkaampi polttoaineresurssien käyttö ja ydinjätettä syntyy vähemmän. Lisäksi ne ovat taloudellisesti kilpailukykyisempiä ja niissä on erinomainen proliferaation vastustuskyky. Kuulakekoreaktorikonsepti on toinen korkealämpötilaisten kaasujäähdytteisten reaktoreiden (HTGR, High Temperature Reactor) päätyypeistä ja jäähdytteen lämpötilan noustessa reaktorissa riittävän korkealle, sitä voidaan pitää myös erittäin korkean lämpötilan reaktorina (VHTR, Very High Temperature Reactor), joka on neljännen sukupolven reaktorikonsepti. Tässä kandidaatintyössä käsitellään 90-luvulla Sveitsissä sijainnutta kuulakekoreaktori-tyyppistä koereaktoria HTR-PROTEUS (tai LEU-HTR-PROTEUS), jolla tutkittiin ennen kaikkea matalaväkevöidyn (LEU, Low Enriched Uranium) uraanipolttoaineen käyttöä kuulakekoreaktorissa. Lisäksi erityisenä mielenkiinnon kohteena oli veden joutuminen reaktoriin onnettomuustilanteessa. Työn tarkoituksena on mallintaa reaktorisysteemi ja laskea kasvutekijät viidelle eri reaktorikonfiguraatiolle. Reaktorin mallinnus ja laskenta suoritetaan Monte Carlo -menetelmää käyttävällä Serpent-laskentakoodilla. Saatuja tuloksia verrataan muissa lähteissä eri laskentakoodeilla esitettyihin tuloksiin.