Monte Carlo -reaktorifysiikkalaskennan ja laskennallisen virtausmekaniikan kytkentä kuulakekoreaktorissa

Monte Carlo -reaktorifysiikkakoodit nykyisin käytettävissä olevilla laskentatehoilla tarjoavat mielenkiintoisen tavan reaktorifysiikan ongelmien ratkaisuun. Neljännen sukupolven ydinreaktoreissa käytettävät uudet rakenteet ja materiaalit ovat haasteellisia nykyisiin reaktoreihin suunnitelluille laskentaohjelmille. Tässä työssä Monte Carlo -reaktorifysiikkakoodi ja CFD-koodi yhdistetään kytkettyyn laskentaan kuulakekoreaktorissa, joka on yksi korkealämpötilareaktorityyppi. Työssä käytetty lähestymistapa on uutta maailmankin mittapuussa ajateltuna.

Paronit aikalaissilmin. Muistitietotutkimus Kankaisten kartanon viimeisistä vapaaherroista Claes ja Claes Fredrik Aminoffista

Kankaisten kartanon historia alkaa 1400-luvulta. Sitä ovat hallinneet vuosisatojen saatossa eri aatelissuvut, joista viimeisimpänä kartanon omisti Aminoffien-suku vuodesta 1846 vuoteen 1992. Claes Aminoff (1895 - 1982) sai kartanon sääntöperintötilana testamentin mukaan ja isännöi kartanoa vuodesta 1919 lähtien aina 1970-luvulle asti. Hänen ainoa poikansa Claes Fredrik Aminoff (1928- ) otti kartanon vähitellen haltuunsa isänsä ikääntyessä. Kartano ajautui taloudellisiin vaikeuksiin 1990-luvun alussa ja Aminoff-suvun viimeinen vapaaherra luovutti kartanon omistajuuden Åbo Akademin säätiölle vuonna 1992. Pro gradu –työssä tutkitaan Kankaisten viimeisiä vapaaherroja Claes ja Claes Fredrik Aminoffia ja Kankaisten kartanoa heidän aikanaan (1919-1992). Kirjallinen lähdeaineisto kyseiseltä ajalta on hyvin vähäistä. Tutkimus on toteutettu haastattelemalla yhdeksää aikalaismuistelijaa, jotka ovat kertoneet omia muistojaan vapaaherroista ja kartanosta. Tarkoituksena on ollut kiinnittää huomio siihen, miten muistelijat näkevät vapaaherrat ja miksi sekä miten he tulkitsevat vapaaherrojen menneisyyttä tämän päivän lähtökohdista. Tutkimusmetodina on muistitietotutkimus, jossa pyritään rekonstruoimaan menneisyyttä silminnäkijähaastateltavien avulla. Kyseinen tutkimussuuntaus on vahvistunut viimeisen 30 vuoden aikana niin historian kuin folkloristiikan piirissä. Loppupäätelmissä todetaan, että muistelijoiden näkemykset ja tulkinnat vapaaherroista vaihtelevat osittain sen mukaan mistä yhteyksistä he tuntevat Claes ja Claes Fredrik Aminoffin. Osa haastateltavista on Kankaisten kartanon työntekijöitä, osa ystäviä ja sukulaisia ja loput heistä tuntevat paronit muista yhteyksistä. Claes Aminoffia eli vanhaa paronia pidetään erittäin hyväkäytöksisenä herrasmiehenä, mutta myös hyvin tarkkana ja pojalleen ankarana isänä. Hänestä ei luonnollisesti ole muistitietoa samalla tavalla kuin Claes Fredrik Aminoffista eli nuoresta paronista. Työntekijämuistelijat näkevät Claes Fredrik Aminoffin osittain tylynä ja kopeana sekä osittain leppoisana keksijänä. Heidän mielestään nuori paroni ei osannut pukeutua eikä käyttäytyä paronin tavoin. Muut muistelijat taas kokevat Claes Fredrik Aminoffin olleen hyvä seuramies, intellektuelli ja tutkija, joka piti monipuolisista keskusteluista ja väittelyistä. Kaikki muistelijat ovat yhtä mieltä siitä, että Claes Fredrik Aminoff ei ollut luonteeltaan maanviljelijä vaan tiedemies. Hän ei ollut kiinnostunut taloudesta, kuten hänen isänsä oli ollut. Vapaaherrojen aseman muuttuminen 1900-luvulla liittyy kartanotalouden yleiseen murrokseen.

Tapaustutkimus opettajien psykologisesta sopimuksesta, odotuksista rehtoria kohtaan ja alaistaidoista

Esimiestaidon vastinpariksi on viime aikoina noussut alaistaidon käsite, jolla tarkoitetaan aktiivista ja vastuullista vaikuttamista työyhteisössä. Esimies ja alainen solmivat uuden työsuhteen alussa psykologisen sopimuksen. Sopimus on henkilökohtainen ja suurimmalta osaltaan sanaton. Se pitää sisällään odotuksia toista osapuolta kohtaan ja lupauksen siitä, millä tavalla ja millä ehdoilla on valmis tekemään työnsä. Alaistaidon ja psykologisen sopimuksen lisäksi tutkimuksen kirjallisuuskatsauksessa käsitellään sitoutumista, luottamusta ja sosiaalista tukea. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, mitä opettajat odottavat rehtorilta oman opetustyönsä tueksi. Tutkimuksessa pyrittiin myös hahmottamaan, millaisen psykologisen sopimuksen opettajat ovat solmineet rehtorin kanssa ja millä keinoilla opettajat pitävät yllä toimivaa yhteistyösuhdetta rehtorin kanssa. Tutkimuksen tutkimusote oli laadullinen ja tutkimus oli tyypiltään tapaustutkimus. Aineisto kerättiin helmikuussa 2011 kuudelta opettajalta puolistrukturoitua teemahaastattelua käyttäen. Aineisto analysoitiin pääsääntöisesti aineistolähtöisesti, mutta myös teoriaan pohjautuen. Tutkimustulosten mukaan opettajat odottivat rehtorilta eniten konkreettista apua oppilaisiin liittyvissä asioissa. Opettajat hakivat rehtorilta neuvoja ja mielipiteitä sekä odottivat määrätietoisuutta ja avoimuutta. Lisäksi opettajat odottivat rehtorin kantavan viimeisen vastuun koulun toimivuudesta ja että hänellä on laaja kokonaiskuva koulun toiminnasta. Rehtorilta toivottiin myös läsnä olevaa kumppanuutta ja opettajan puolella olemista. Välinehankintatoiveet olivat ainoita materiaalisen tuen odotuksia. Tutkimustulokset osoittivat, että opettajat olivat psykologisessa sopimuksessaan lupautuneet luottamaan rehtoriin, olemaan avoimia sekä sitoutuneet työhönsä ja yhteistyöhön rehtorin kanssa. Lisäksi opettajat olivat sopineet noudattavansa koulun sääntöjä. Psykologisen sopimuksen luonteen mukaisesti opettajien lupauksilla ja sitoumuksilla on ehtonsa. Tutkimuksen tulokset paljastivat, että opettajat olivat alaistaitoisia, mutta eivät tunnistaneet juurikaan toimintansa alaistaitoisuutta ja sen vaikutuksia rehtorin työssä onnistumiseen. Lisäksi tulokset osoittivat, että opettajat noudattivat koulun yhteisiä sääntöjä sekä olivat sitoutuneita hoitamaan työnsä parhaan kykynsä mukaan. Virkavuosien lisääntyvä määrä ja oman perheen vaativuus vaikuttivat opettajien sitoutumisen tasoon.

Web-makrot ja käyttäjäautomaatio web-sovelluksessa: prototyypin suunnittelu ja toteutus

Tämän kandidaatintyön aiheena on web-sovelluksen käyttäjäautomaatio web-makrojen avulla. Työssä esitellään prototyyppitoteutus SaaS-sovellukseen kohdistetusta web-makrojärjestelmästä. Työn teoriaosa esittelee web-automaation ja web-ympäristön keskeisen teknologian. Ratkaisuosa pohjustaa ratkaisuun käytetyn lähestymistavan, esittelee työn prototyyppiratkaisun ja arvioi ratkaisun lopputulosta. Lopputuloksena havaitaan, että prototyyppiratkaisu onnistuu selvittämään makrotoiminnallisuuden toteuttamiseen liittyvät tekniset haasteet. Ratkaisun merkittävimmäksi tekniseksi haasteeksi arvioidaan selainyhteensopivuuden saavutus ja ylläpito. Ratkaisun hyödynnettävyys koko web-sovelluksen mittakaavassa todetaan kuitenkin heikoksi, koska sovelluksen liiketoimintalogiikka rajoittaa makroparadigman käyttöä.

Maakaasun ja biokaasun tieliikennekäyttö

Tässä työssä tutkittiin maakaasun ja biokaasun tieliikennekäyttöä saatavissa olevan kirjallisuuden pohjalta. Aihe työhön kehittyi kiinnostuksesta liikenteen vaihtoehtoisiin polttoaineisiin. Työn tavoitteena on kartoittaa maakaasun ja biokaasun liikennekäytön nykytilannetta sekä arvioida tulevaisuuden näkymiä. Työssä esitellään maakaasu ja biokaasu polttoaineina sekä käsitellään maakaasun ja biokaasun tieliikennekäyttöä. Työ käsittelee kaasuautojen taloudellisuutta sekä niiden päästövähennyksiä. Lisäksi esitellään maakaasun ja biokaasun nykyistä käyttöä ja tulevaisuuden potentiaalia liikenteen polttoaineena.

Hitsauksen aiheuttamat muodonmuutokset ja niiden hallinta alumiiniveneiden rakenteissa

Alumiiniveneissä hitsauksen aiheuttamat muodonmuutokset ovat usein erittäin haitallisia, koska niiden aiheuttamat mittamuutokset ja ulkonäölliset haitat alentavat tuotteen laatua sekä arvoa. Monissa tapauksissa myös hitsausliitoksen suorituskyky heikentyy ja lisäksi hitsausmuodonmuutokset voivat aiheuttaa toiminnallisia ongelmia alumiiniveneiden runkorakenteisiin. Tästä johtuen hitsausmuodonmuutosten hallinta ja minimointi ovat erityisen tärkeitä tekijöitä pyrittäessä parantamaan alumiiniveneiden laatua ja kustannustehokkuutta sekä kasvattamaan alumiinivenealan kilpailukykyä. Tässä diplomityössä tutkittiin robotisoidun kaasukaarihitsauksen aiheuttamia muodonmuutoksia sekä niiden hallintaa alumiinista valmistettujen työ- ja huviveneiden runkorakenteissa. Työssä perehdyttiin nykyaikaiseen alumiinivenevalmistukseen sekä hitsattujen rakenteiden yleisiin lujuusopin teorioihin ja käyttäytymismalleihin. Alumiinin hitsausmuodonmuutosten tutkimuksissa suoritettiin käytännön hitsauskokeita, joiden kohteina olivat alumiiniveneissä käytetyt rakenneratkaisut ja liitostyypit. Työn tavoitteena oli määrittää alumiinin hitsauksessa syntyviin muodonmuutoksiin keskeisesti vaikuttavia tekijöitä ja parametreja. Tutkimustulosten perusteella pyrittiin esittämään ratkaisuja alumiiniveneiden rakenteisiin aiheutuvien hitsausmuodonmuutosten vähentämiseksi ja hallitsemiseksi. Alumiinirakenteissa hitsausmuodonmuutokset ovat hyvin tapauskohtaisia, koska usein niiden syntyminen määräytyy monen tekijän yhteisvaikutuksesta. Teräsrakenteille käytetyt yleiset analyyttiset laskentakaavat ja käyttäytymismallit eivät sovellu suoraan alumiinirakenteille, mikä johtuu alumiinin erilaisista materiaaliominaisuuksista ja käyttäytymisestä hitsauksen aikana. Tulevaisuudessa empiiristen koejärjestelyiden ja analyyttisten mallien lisäksi sovellettavan numeerisen elementtimenetelmän avulla voidaan parantaa alumiinin hitsauksessa aiheutuvien muodonmuutosten kokonaisvaltaista hallintaa.

Energia- ja ilmastotoimenpiteiden käynnistäminen pk-yrityksissä

Tämän diplomityön tarkoituksena oli kehittää toimintamalli pk-yritysten energia- ja ilmastotoimenpiteiden käynnistämiseksi HINKU-kunnissa. Esimerkkiyrityksenä työssä toimi Tehomet Oy:n Parikkalan tehdas. Työssä tutustuttiin ensimmäisenä erilaisiin jo olemassa oleviin toimintamalleihin, hiilijalanjäljen laskentastandardeihin sekä erilaisiin mahdollisuuksiin hiilineutraaliuden saavuttamiseksi. Lisäksi Tehomet Oy:n Parikkalan tehtaalta kerättiin tarvittavaa tietoa yrityksen ja tuotteen hiilijalanjälkien laskentaa varten. Kerätyn tiedon ja jo olemassa olevien standardien ja toimintamallien pohjalta kehitettiin toimintamalli, johon sisältyy laskentataulukko, jonka avulla yritykset voivat laskea hiilijalanjälkensä ja tunnistaa kasvihuonekaasupäästöjen merkittävyyden liiketoimintansa kehittämisen näkökulmasta. Tehomet Oy:n valmistaman puupylvään hiilijalanjälki pieneni merkittävästi, kun laskennassa huomioitiin hiilen sitoutuminen tuotteeseen sekä tuotteen käytöstä poisto. Parikkalan tehtaan tapauksessa suurin yksittäinen kasvihuonekaasujen päästölähde on sähkönkulutus. Energiankulutuksen kannalta merkittävin säästökohde olisi mitä todennäköisimmin teholtaan liian suuresta kompressorista luopuminen. Kasvihuonekaasupäästöjen hiilineutraaliksi saattamiseksi mahdolliset toimenpiteet olisivat tässä tapauksessa hiilivapaan sähkön ostaminen tai päästöjen kompensoiminen ostamalla päästöoikeuksia. Toimintamallin todellinen toimivuus nähdään tulevaisuudessa, kun sitä päästään testaamaan laajemmalti eri aloilla toimiviin yrityksiin.

Alkylointiyksikön neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee Neste Oilin Porvoon jalostamon HF-alkylointiyksikön alasajon ja huoltopysäytyksen rajapintaa. Työssä tarkastellaan erilaisia vaihtoehtoja alasajon aikaisen neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittämiseen huomioiden materiaalitekninen näkökulma. Työn alkuosassa esitellään alkyloinnin perusperiaate, huoltopysäytysprosessi sekä eri neutralointi- ja puhdistusprosessit, joista tarkemmin nykyisin jalostamolla käytettävä EnvTech:n prosessi. Työssä on myös kerrottu alkyloinnin erityisvaatimukset materiaaleille, joista tarkemmin on esitelty perusmateriaaleina käytettävät hiiliteräs A106 sekä Monel® 400. Näiden perusmateriaalien kohdalla on myös esitelty kirjallisuuden pohjalta niiden käyttäytyminen fluorivety-ympäristössä. Työn loppuosassa on esitelty eri vaihtoehtoja, jotta käyttövarmuutta voitaisiin kehittää yhdessä mahdollisesti kasvavien tuotantomäärien kanssa. Putkistojen kohdalla työssä on käsitelty kehityskohteeksi valittua erästä pääkolonni-osaan kuuluvaa linjastoa. Eri vaihtoehtoja on vertailtu teknistaloudelliselta näkökulma ja putkiston kohdalla on työssä päädytty geometrian muuttamiseen sekä koon kasvattamiseen. Työssä on myös esitetty kuumatypetysvaiheen uudelleen aikataulutusta alasajovaiheen nopeuttamiseksi sekä jatkotutkimusehdotuksia putkiston passivoimisesta, rautafluoridikalvon paikalleen jättämiseksi ja huoltopysäytyssyklin kehittämiseksi.

Pk-yrityksen polku systemaattiseen tuote- ja elinkaaritiedon hallintaan

Tutkimus on tehty Tekesin DTP-ohjelman Sinfonet-tutkimusprojektin puitteissa aikavälillä 2009-2011. Työssä on laadittu kokonaisvaltainen tuote- ja elinkaaritiedon hallinnan (eng. Product Lifecycle Management, PLM) tiekartta ja kehityssuunnitelma pienelle engineering-yritykselle. Työ käsittelee asiakkaan erikoisvaatimusten mukaan räätälöitävän tuotteen tuote- ja elinkaaritiedon hallinnan systematisointia pk-yrityksessä. Vaikka PLM-tiekartta on laadittu yksittäiselle yritykselle, sitä voidaan tietyin edellytyksin soveltaa myös toisten pk-yritysten tai engineeringyritysten PLM:n kehittämiseen. Teoriassa tarkastellaan ensinnäkin kohdeyritykseen liittyviä erityispiirteitä, pyritään ymmärtämään engineering–yrityksen ja pk-yrityksen erikoispiirteitä sekä niiden vaikutusta PLM:n kehittämiseen. Toiseksi esitellään PLM:n viittä keskeistä osaaluetta, yksi- ja viisiulotteisten PLM-kypsyysmallien käyttöä yrityksen nykytilan arvioimiseksi sekä rakennetaan engineering-yrityksen kokonaisvaltainen PLM-malli ja kahdeksan askeleen PLM-kehityspolku. PLM-malli jäsentää tiedonhallintaa prosessien kautta ja se koostuu viidestä osaalueesta: strategia identifioi asiakastarpeet sekä määrittelee kuinka tuotteiden ja prosessien avulla asiakastarpeet tyydytetään; prosessit ovat yrityksen toiminnan ydin, joissa tuotemallit ja tuote- ja tietorakenteet kehitetään sekä tuoteyksilöt toimitetaan asiakkaalle; rakenteet pohjautuvat strategiassa valittuun tuote- ja tiedonhallinnan strategiaan ja niiden tehtävänä on tukea ja tehostaa toimintaprosesseja; kulttuuri ja ihmiset muodostavat aineettoman pääoman, jonka vaikutuksesta prosessit toimivat ja tuotteet pystytään toimittamaan asiakkaalle; informaatioteknologia on työkalu, jota käytetään prosesseissa ja tietorakenteiden ylläpidossa, pääosin dokumentoidun tiedon luomiseen, hankitaan, varastoimiseen, jakamiseen ja soveltamiseen. Tapaustutkimuksessa kuvataan kohdeyrityksen nykytilaa PLM:n viidellä keskeisellä osa-alueella, tehdään PLM kypsyysarvio kahdella menetelmällä, määritellään yrityksen tavoitetila ja laaditaan yritykselle ensin alustava PLM roadmap ja lopulta kokonaisvaltaiseen PLM-malliin perustuva PLM roadmap ja PLM:n jatkokehityssuunnitelma.

Nopeaan pyrolyysiin perustuvan bioöljyn tuotantolaitoksen liiketoiminnallinen malli ja kannattavuuslaskenta Savonlinnan seudulla

Pyrolyysiöljy on biomassasta nopealla hapettomalla lämpökäsittelyprosessilla valmistettavaa nestemäistä polttoainetta. Kasvavien uusiutuvan energian käyttötavoitteiden myötä pyrolyysiöljystä on tullut varteenotettava vaihtoehto fossiilisille polttoöljyille. Suurimmat käytön haasteet ovat alhainen lämpöarvo, happamuus ja korkeahkot kiintoainepitoisuudet verrattuna fossiilisiin polttoöljyihin. Nämä haasteet ovat kuitenkin ratkaistavissa. Työssä tarkasteltiin bioöljyn tuotantolaitoksen liiketoiminnallista mallia ja kannattavuutta Savonlinnan seudulle sijoitettuna. Tätä varten selvitettiin alueellinen raaka-aineen saatavuus ja hinta, sekä potentiaaliset markkinat pyrolyysiöljylle. Kannattavuuslaskentaa varten luotiin exel – pohjainen laskentatyökalu, jolla laskettiin pyrolyysiöljyn tuotannon omakustannushinnat ja kannattavuudet eri laitosvaihtoehdoille. Saaduille tuloksille tehtiin herkkyysanalyysi, jolla selvitettiin merkittävimmät kannattavuuteen vaikuttavat tekijät. Laskettujen tulosten perusteella pienemmät 100 BDMTPD (Bone Dry Metric Ton per Day) tuotantolaitokset eivät ole kannattavia investointeja. Suuremmat 400 BDMTPD tuotantolaitokset ovat kannattavia, kunhan raaka-aine saadaan kohtuulliseen hintaan ja investointikustannukset pysyvät kurissa.