Kahden merkkijonon pisimmän yhteisen alijonon ongelma ja sen ratkaiseminen

Tämä tutkielma kuuluu merkkijonoalgoritmiikan piiriin. Merkkijono S on merkkijonojen X[1..m] ja Y[1..n] yhteinen alijono, mikäli se voidaan muodostaa poistamalla X:stä 0..m ja Y:stä 0..n kappaletta merkkejä mielivaltaisista paikoista. Jos yksikään X:n ja Y:n yhteinen alijono ei ole S:ää pidempi, sanotaan, että S on X:n ja Y:n pisin yhteinen alijono (lyh. PYA). Tässä työssä keskitytään kahden merkkijonon PYAn ratkaisemiseen, mutta ongelma on yleistettävissä myös useammalle jonolle. PYA-ongelmalle on sovelluskohteita – paitsi tietojenkäsittelytieteen niin myös bioinformatiikan osa-alueilla. Tunnetuimpia niistä ovat tekstin ja kuvien tiivistäminen, tiedostojen versionhallinta, hahmontunnistus sekä DNA- ja proteiiniketjujen rakennetta vertaileva tutkimus. Ongelman ratkaisemisen tekee hankalaksi ratkaisualgoritmien riippuvuus syötejonojen useista eri parametreista. Näitä ovat syötejonojen pituuden lisäksi mm. syöttöaakkoston koko, syötteiden merkkijakauma, PYAn suhteellinen osuus lyhyemmän syötejonon pituudesta ja täsmäävien merkkiparien lukumäärä. Täten on vaikeaa kehittää algoritmia, joka toimisi tehokkaasti kaikille ongelman esiintymille. Tutkielman on määrä toimia yhtäältä käsikirjana, jossa esitellään ongelman peruskäsitteiden kuvauksen jälkeen jo aikaisemmin kehitettyjä tarkkoja PYAalgoritmeja. Niiden tarkastelu on ryhmitelty algoritmin toimintamallin mukaan joko rivi, korkeuskäyrä tai diagonaali kerrallaan sekä monisuuntaisesti prosessoiviin. Tarkkojen menetelmien lisäksi esitellään PYAn pituuden ylä- tai alarajan laskevia heuristisia menetelmiä, joiden laskemia tuloksia voidaan hyödyntää joko sellaisinaan tai ohjaamaan tarkan algoritmin suoritusta. Tämä osuus perustuu tutkimusryhmämme julkaisemiin artikkeleihin. Niissä käsitellään ensimmäistä kertaa heuristiikoilla tehostettuja tarkkoja menetelmiä. Toisaalta työ sisältää laajahkon empiirisen tutkimusosuuden, jonka tavoitteena on ollut tehostaa olemassa olevien tarkkojen algoritmien ajoaikaa ja muistinkäyttöä. Kyseiseen tavoitteeseen on pyritty ohjelmointiteknisesti esittelemällä algoritmien toimintamallia hyvin tukevia tietorakenteita ja rajoittamalla algoritmien suorittamaa tuloksetonta laskentaa parantamalla niiden kykyä havainnoida suorituksen aikana saavutettuja välituloksia ja hyödyntää niitä. Tutkielman johtopäätöksinä voidaan yleisesti todeta tarkkojen PYA-algoritmien heuristisen esiprosessoinnin lähes systemaattisesti pienentävän niiden suoritusaikaa ja erityisesti muistintarvetta. Lisäksi algoritmin käyttämällä tietorakenteella on ratkaiseva vaikutus laskennan tehokkuuteen: mitä paikallisempia haku- ja päivitysoperaatiot ovat, sitä tehokkaampaa algoritmin suorittama laskenta on.

Fatigue study of the fillet weld waving on weld toe and the penetration in the weld root based on the effective notch stress approach

The fatigue failure of structures under fluctuating loads in fillet weld joints raises a demand to determine the parameters related to this type of loading. In this study, the stress distribution in the susceptible area of weld toe and weld root in fillet welded models analyzed by finite element method applying FEMAP software. To avoid the geometrical singularity on the path of analytical stress analysis in the toe and root area of a weld model the effective notch stress approach applied by which a proper fictitious rounding that mostly depend on the material of structure is applied. The models with different weld toe waving width and radius are analyzed while the flank angle of weld varied in 45 and 30 degrees. The processed results shows that the waving compare to the straight weld toe makes differences in the value of stress and consequently the stress concentration factor between the tip and depth of the waves in the weld toe which helps to protect the crack of propagation and gives enough time and tools to be informed of the crack initiation in the structure during the periodical observation of structure. In the weld root study the analyses among the models with the welding penetration percentage from non-penetration to the full-penetration shows a slightly increase in the root area stress value which comparing with the stiffening effect of penetration conclude that the half-penetration can make an optimization between the stress increase and stiffening effect of deep penetration.

Single access laparoscopic cholecystectomy: technique without the need for special materials and with better ergonomics

The authors describe a surgical technique which allows, without increasing costs, to perform laparoscopic cholecystectomy with a single incision, without using specific materials and with better surgical ergonomics. The technique consists of a longitudinal umbilical incision, navel detachment, use of a permanent 10mm trocar and two clamps directly and bilaterally through the aponeurosis without the use of 5mm trocars, transcutaneous gallbladder repair with straight needle cotton suture, ligation with unabsorbable suture and umbilical incision for the specimen extraction. The presented technique enables the procedure with conventional and permanent materials, improving surgical ergonomics, with safety and aesthetic advantages.

Endoscopic biliary procedures: studies on cannulation and stenting

Deep cannulation is a prerequisite for successful endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP) procedures. Of the biliary procedures, stenting is one of the most common. This study was carried out to investigate current and controversial issues regarding biliary cannulation and stenting. The double guidewire (DGW) technique was studied to analyze its safety and feasibility in biliary cannulation as a single procedure and as a part of the novel three-step cannulation protocol. Female gender was evaluated in regard to difficult cannulation. The use of an angled and a straight tipped guidewire in biliary cannulation was studied in a prospective, randomized trial. Additionally, the patency of the novel antireflux plastic biliary stent was compared to the patency of the conventional plastic biliary stent in a prospective, randomized setting. The DGW method seems safe and feasible as an alternative cannulation technique in biliary cannulation. Female gender was not associated significantly with difficult biliary cannulation in our study, although the cannulation times seemed to be longer and the alternative cannulation techniques seemed to be needed more often in females than males. According to the results of this thesis, an angled tipped guidewire may facilitate biliary cannulation. In controversy to the previous result presented in the literature, the antireflux plastic biliary stent tested herein should not be used, as the patency of the stent was significantly shorter compared to the conventional plastic stent.

Jatkuvan äänitehojakautuman algoritmi pitkien käytävien äänikenttien mallintamiseen

JÄKÄLA-algoritmi (Jatkuvan Äänitehojakautuman algoritmi Käytävien Äänikenttien LAskentaan) ja sen NUMO- ja APPRO-laskentayhtälöt perustuvat käytävällä olevan todellisen äänilähteen kuvalähteiden symmetriaan. NUMO on algoritmin numeerisen ratkaisun ja APPRO likiarvoratkaisun laskentayhtälö. Algoritmia johdettaessa oletettiin, että absorptiomateriaali oli jakautunut tasaisesti käytävän ääntä heijastaville pinnoille. Suorakaiteen muotoisen käytävän kuvalähdetason muunto jatkuvaksi äänitehojakautumaksi sisältää kolme muokkausvaihetta. Aluksi suorakaiteen kuvalähdetaso muunnetaan neliön muotoiseksi. Seuraavaksi neliön muotoisen kuvalähdetason samanarvoiset kuvalähteet siirretään koordinaattiakselille diskreetiksi kuvalähdejonoksi. Lopuksi kuvalähdejono muunnetaan jatkuvaksi äänitehojakautumaksi, jolloin käytävän vastaanottopisteen äänenpainetaso voidaan laskea integroimalla jatkuvan äänitehojakautuman yli. JÄKÄLA-algoritmin validiteetin toteamiseksi käytettiin testattua kaupallista AKURI-ohjelmaa. AKURI-ohjelma antoi myös hyvän käsityksen siitä, miten NUMO- ja APPRO-yhtälöillä lasketut arvot mahdollisesti eroavat todellisilla käytävillä mitatuista arvoista. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöitä testattiin myös vertaamalla niiden antamia tuloksia kolmen erityyppisen käytävän äänenpainetasomittauksiin. Tässä tutkimuksessa on osoitettu, että akustisen kuvateorian pohjalta on mahdollista johtaa laskenta-algoritmi, jota voidaan soveltaa pitkien käytävien äänikenttien pika-arvioinnissa paikan päällä. Sekä teoreettinen laskenta että käytännön äänenpainetasomittaukset todellisilla käytävillä osoittivat, että JÄKÄLA-algoritmin yhtälöiden ennustustarkkuus oli erinomainen ideaalikäytävillä ja hyvä niillä todellisilla käytävillä, joilla ei ollut ääntä heijastavia rakenteita. NUMO- ja APPRO-yhtälöt näyttäisivät toimivan hyvin käytävillä, joiden poikkileikkaus oli lähes neliön muotoinen ja joissa pintojen suurin absorptiokerroin oli korkeintaan kymmenen kertaa pienintä absorptiokerrointa suurempi. NUMO- ja APPRO-yhtälöiden suurin puute on, etteivät ne ota huomioon pintojen erilaisia absorptiokertoimia eivätkä esineistä heijastuvia ääniä. NUMO- ja APPRO- laskentayhtälöt poikkesivat mitatuista arvoista eniten käytävillä, joilla kahden vastakkaisen pinnan absorptiokerroin oli hyvin suuri ja toisen pintaparin hyvin pieni, ja käytävillä, joissa oli massiivisia, ääntä heijastavia pilareita ja palkkeja. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöt antoivat tutkituilla käytävillä kuitenkin selvästi tarkempia arvoja kuin Kuttruffin likiarvoyhtälö ja tilastollisen huoneakustiikan perusyhtälö. JÄKÄLA-algoritmin laskentatarkkuutta on testattu vain neljällä todellisella käytävällä. Algoritmin kehittämiseksi tulisi jatkossa käytävän vastakkaisia pintoja ja niiden absorptiokertoimia käsitellä laskennassa pareittain. Algoritmin validiteetin varmistamiseksi on mittauksia tehtävä lisää käytävillä, joiden absorptiomateriaalien jakautumat poikkeavat toisistaan.

Parameter optimization of AC rectangular wave outputs for aluminum cold wire GTAW

The objective of this work was to optimize the parameter setup for GTAW of aluminum using an AC rectangular wave output and continuous feeding. A series of welds was carried-out in an industrial joint, with variation of the negative and positive current amplitude, the negative and positive duration time, the travel speed and the feeding speed. Another series was carried out to investigate the isolate effect of the negative duration time and travel speed. Bead geometry aspects were assessed, such as reinforcement, penetration, incomplete fusion and joint wall bridging. The results showed that currents at both polarities are remarkably more significant than the respective duration times. It was also shown that there is a straight relationship between welding speed and feeding speed and this relationship must be followed for obtaining sound beads. A very short positive duration time is enough for arc stability achievement and when the negative duration time is longer than 5 ms its effect on geometry appears. The possibility of optimizing the parameter selection, despite the high inter-correlation amongst them, was demonstrate through a computer program. An approach to reduce the number of variables in this process is also presented.

Vesiputkikattilan paineenalaisten osien lujuuslaskentaohjelman kehitys

Työssä kehitetään standardin EN 12952 mukaisille vesiputkikattiloiden paineenalaisille osille lujuuslaskentaohjelma. Lisäksi perehdytään putkisto-osien mitoituksen lujuusopilliseen pohjaan ja tarkastellaan vastaako standardin mitoitus sitä. Standardin EN 13480 mukaisille metallisille teollisuusputkistoille on kohdeyrityksellä käytössään mitoitusohjelma. Näin ollen työssä vertaillaan standardin EN 12952 ja EN 13480 mukaisia putkisto-osien mitoituksia. Vertailun perusteella selvitetään mitkä putkistokomponentit voidaan mitoittaa olemassa olevalla ohjelmalla. Joidenkin putkisto-osien mitoitus on standardeissa yhtenevä. Suunnittelujännitys määritetään kuitenkin eri tavalla kyseisissä standardeissa. Tämän takia kaikki yrityksen tarvitsemat putkistokomponentit ovat kirjattu kehitettyyn laskentaohjelmaan. Koska putkistokomponenttien mitoitus on yhtenevä monelta osin kyseisissä standardeissa, vertaillaan ohjelmien antamia tuloksia toisiinsa. Näin voidaan todeta kehitetty laskentaohjelma toimivaksi.

Guilt, shame, emotion regulation, and social cognition: Understanding their associations with preadolescents' social behavior

In this thesis, two negatively valenced emotions are approached as reflecting children’s self-consciousness, namely guilt and shame. Despite the notable role of emotions in the psychological research, empirical research findings on the links between guilt, shame, and children’s social behavior – and particularly aggression – have been modest, inconsistent, and sometimes contradictory. This thesis contains four studies on the associations of guilt, shame, emotion regulation, and social cognitions with children’s social behavior. The longitudinal material of the thesis was collected as a survey among a relatively large amount of Finnish preadolescents. In Study I, the distinctiveness of guilt and shame in children’s social behavior were investigated. The more specific links of emotions and aggressive behavior were explored in Study II, in which emotion regulation and negative emotionality were treated as the moderators between guilt, shame, and children’s aggressive behavior. The role of emotion management was further evaluated in Study III, in which effortful control and anger were treated as the moderators between domain-specific aggressive cognitions and children’s aggressive behavior. In the light of the results from the Studies II and III, it seems that for children with poor emotion management the effects of emotions and social cognitions on aggressive behavior are straight-forward, whereas effective emotion management allows for reframing the situation. Finally, in Study IV, context effects on children’s anticipated emotions were evaluated, such that children were presented a series of hypothetical vignettes, in which the child was acting as the aggressor. Furthermore, the identity of the witnesses and victim’s reactions were systematically manipulated. Children anticipated the most shame in situations, in which all of the class was witnessing the aggressive act, whereas both guilt and shame were anticipated the most in the situations, in which the victim was reacting with sadness. Girls and low-aggressive children were more sensitive to contextual cues than boys and high-aggressive children. Overall, the results of this thesis suggest that the influences of guilt, shame, and social cognition on preadolescents’ aggressive behavior depend significantly on the nature of individual emotion regulation, as well as situational contexts. Both theoretical and practical implications of this study highlight a need to acknowledge effective emotion management as enabling the justification of one’s own immoral behavior.

Inhimillisen pääoman arvottaminen henkilöstöpalveluyrityksessä

Tutkimuksessa selvitetään mistä elementeistä muodostuvat henkilöstöpalveluyritykselle soveltuva inhimillisen pääoman arvottamisen malli. Tutkimusaineistona käytetään kohdeyrityksessä suoritettua osaamiskartoituksen tuloksia, sekä soveltaen aikaisempaa tutkimustyötä inhimillisen pääoman arvottamisen malleista. Tutkimuksen teoreettinen pohja on haettu aiheen tutkimuspapereista ja kirjallisuudesta. Tuotetun mallin osat muodostuvat tutkimusaineiston tuloksista, kehitetyistä strategia- ja pisteytysfunktioista, sekä inhimillisen pääoman arvottamisen matriisista, joka toimii samalla raportointi- ja johtamisnäkymänä. Tuotettu tutkimustulos inhimillisen pääoman arvottamisen mallista tukee vahvasti kohdeyrityksen tiedossa olevia osaamisen ja kyvykkyyksien suuntaviivoja. Sen avulla on kuitenkin kyetty ensimmäistä kertaa luomaan syvempi näkemys kohdeyrityksen inhimillisen pääoman keskittymiin sekä vahvuuksiin ja puutteisiin.

Morphology and anatomy of the developing fruit of Maclura tinctoria, Moraceae

(Morphology and anatomy of the developing fruit of Maclura tinctoria, Moraceae). Maclura tinctoria (L.) D. Don ex Steudel was selected for the present study due of its economic and medicinal importance. The purpose of this investigation is to present a detailed description of the fruit development, specially by: (a) defining the fruit type presented by the species, and (b) characterizing the seed type of the species based upon the presence or not of mechanical tissue on the seed-coat. The fruit originates from the subglobose female inflorescence which consists of small unipistillate flowers with superior ovary, unilocular and uniovular apical placentation. The mature fruit is multiple, constituted of small drupes. The ovule is ana-campylotropous, suspended, bitegmic and crassinucellate. The mature seed is flattened, slightly ovated, cream colored, with unspecialized membrane coat with thin-walled cells more or less crushed. The seed has parenchymatic endosperm with lipophilic content. The embryo is straight, with two cotyledons of the same size. Ontogenetic studies reveal that the fruits are infrutescences. The fleshy edible part is derived from the perigone and inflorescence axis. The drupes consist of a single pyrene of macrosclereids.

Tukin mittaus ja optimointi sahalinjassa

Tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi on kehittynyt paljon viimeisen 10 vuoden aikana. Sahauksen kannattavuuden huonontuessa raaka-aineen tehokas hyödyntäminen on muodostunut tärkeäksi osaksi prosessia. Mittalaitteiden tekniikan kehityttyä on ollut mahdollista mitata tukin muoto ja halkaisijat eri kohdista entistä tarkemmin. Sahausasetteen optimoinnilla pyritään raaka-aineen mahdollisimman tehokkaaseen käyttöön eli saamaan mahdollisimman hyvä saanto jokaisesta yksittäisestä sahatusta tukista. Mittaustarkkuus on suoraan kytköksissä sahausasetteen optimointi tuloksen onnistumiseen. Yleisesti tukin mittaus ennen sahausta ja sahausasetteen optimointi tulevat samalta toimittajalta. Työssä tarkasteltiin kahden eri toimittajan tukkimittareita sekä optimoinnin onnistumista sen perusteella. Käytössä oli lasikuituinen mallitukki, jota mitattiin kummankin toimittajan mittareilla. Näin voitiin suoraan vertailla mittauksen ja optimoinnin onnistumista ja verrata sitä optimaalisiin tuloksiin. Työssä käytettiin kandidaatintyössä luomaani toimintamallia tukkimittarin tarkkuuden toteamiseksi. Mittaus- ja optimointivirheistä pystyttiin laskemaan, kuinka paljon tappiota sahalaitokselle aiheutui verrattuna optimaaliseen mittaus- ja optimointitulokseen. Jo pienetkin virheet optimoinnissa ja mittauksessa vaikuttavat sahauksen kannattavuuteen, kun tarkastellaan sahalaitosta jossa sahataan 8000 – 10 000 tukkia yhden työvuoron aikana. Tulosten perusteella mittarit mittaavat hieman virheellisesti, ja kummankin mittarin mittausten perusteella saatiin eri sahausasete optimointitulokseksi. Mittavirheen takia voitiin todeta, että parantamalla mittaustarkkuutta voidaan sahauksen kannattavuutta parantaa.

Dynamic carbon dioxide liquidization model

In literature CO 2 liquidization is well studied with steady state modeling. Steady state modeling gives an overview of the process but it doesn’t give information about process behavior during transients. In this master’s thesis three dynamic models of CO2 liquidization were made and tested. Models were straight multi-stage compression model and two compression liquid pumping models, one with and one without cold energy recovery. Models were made with Apros software, models were also used to verify that Apros is capable to model phase changes and over critical state of CO 2. Models were verified against compressor manufacturer’s data and simulation results presented in literature. From the models made in this thesis, straight compression model was found to be the most energy efficient and fastest to react to transients. Also Apros was found to be capable tool for dynamic liquidization modeling.

Inverting ionospheric D-region electron density pro-file from riometer measurement

The aim of this work is to invert the ionospheric electron density profile from Riometer (Relative Ionospheric opacity meter) measurement. The newly Riometer instrument KAIRA (Kilpisjärvi Atmospheric Imaging Receiver Array) is used to measure the cosmic HF radio noise absorption that taking place in the D-region ionosphere between 50 to 90 km. In order to invert the electron density profile synthetic data is used to feed the unknown parameter Neq using spline height method, which works by taking electron density profile at different altitude. Moreover, smoothing prior method also used to sample from the posterior distribution by truncating the prior covariance matrix. The smoothing profile approach makes the problem easier to find the posterior using MCMC (Markov Chain Monte Carlo) method.

Litiumin talteenotto väkevistä kloridiliuoksista solvatoivilla uuttoreagensseilla

Tämän kandidaatintyön tarkoituksena oli selvittää voidaanko litiumia erottaa suolaliuoksesta solvatoivien uuttoreagenssien avulla suoraan ilman tavanomaisia monivaiheisia prosesseja. Kirjallisessa osassa esitellään neste-nesteuuton periaatteet ja tarkastellaan litiumin talteenotossa käytettyjä uuttomenetelmiä sekä litiumin merkitystä yhteiskunnallisti. Kokeellisessa osassa tutkittiin litiumin uuttoa litiumtetrakloroferraattina vesiliuoksesta, jonka koostumus oli lähellä Argentiinan Rinconin alueen suolajärvien vettä sisältäen litium-, kalsium-, magnesium-, sekä natriumkloridia. Kokeet suoritettiin erotussuppiloissa huoneenlämmössä käyttäen orgaanisena faasina tributyylifosfaatin (TBP) ja kerosiini, tributyylifosfaatin ja di-isobutyyliketonin sekä tributyylifosfaatin ja metyyli-isobutyyliketonin seoksia. Kullakin orgaanisella faasilla tehtiin kaksi koesarjaa. Ensimmäisessä vaihdettiin liuoksen [Fe3+]/[Li+]-suhdetta orgaanisen faasin TBP-pitoisuuden ollessa vakio. Toisessa muutettiin orgaanisen faasin TBP-pitoisuutta [Fe3+]/[Li+]-suhteen pysyessä vakiona. Litium saatiin talteenotettua hyvin selektiivisesti magnesiumin ja kalsiumin suhteen. Rautakonsentraation lisäyksen huomattiin lisäävän litiumin saantoa, mutta suurilla rautakonsentraatioilla selektiivisyys oli huonompi. Litiumia ei saatu erotettua kovin tehokkaasti, johtuen todennäköisesti suuresta natriumkonsentraatiosta. Suurin osa natriumista tulisi poistaa ennen uuttoa. Jos natriumin saisi poistettua tehokkaasti ennen uuttoa, voisi tutkittu menetelmä olla huomattavasti nopeampi verrattuna perinteiseen monivaiheiseen litiumin talteenottoprosessiin. Menetelmän huonona puolena on kuitenkin sen suuri raudan kulutus

Transduction motif analysis of gastric cancer based on a human signaling network

To investigate signal regulation models of gastric cancer, databases and literature were used to construct the signaling network in humans. Topological characteristics of the network were analyzed by CytoScape. After marking gastric cancer-related genes extracted from the CancerResource, GeneRIF, and COSMIC databases, the FANMOD software was used for the mining of gastric cancer-related motifs in a network with three vertices. The significant motif difference method was adopted to identify significantly different motifs in the normal and cancer states. Finally, we conducted a series of analyses of the significantly different motifs, including gene ontology, function annotation of genes, and model classification. A human signaling network was constructed, with 1643 nodes and 5089 regulating interactions. The network was configured to have the characteristics of other biological networks. There were 57,942 motifs marked with gastric cancer-related genes out of a total of 69,492 motifs, and 264 motifs were selected as significantly different motifs by calculating the significant motif difference (SMD) scores. Genes in significantly different motifs were mainly enriched in functions associated with cancer genesis, such as regulation of cell death, amino acid phosphorylation of proteins, and intracellular signaling cascades. The top five significantly different motifs were mainly cascade and positive feedback types. Almost all genes in the five motifs were cancer related, including EPOR,MAPK14, BCL2L1, KRT18,PTPN6, CASP3, TGFBR2,AR, and CASP7. The development of cancer might be curbed by inhibiting signal transductions upstream and downstream of the selected motifs.