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.

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.

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.

Use Of Systems Approach with Total Quality Management in Industrial Organizations

The objective of the work has been to study why systems thinking should be used in combination with TQM, what are the main benefits of the integration and how it could best be done. The work analyzes the development of systems thinking and TQM with time and the main differences between them. The work defines prerequisites for adopting a systems approach and the organizational factors which embody the development of an efficient learning organization. The work proposes a model based on combination of an interactive management model and redesign to be used for application of systems approach with TQM in practice. The results of the work indicate that there are clear differences between systems thinking and TQM which justify their combination. Systems approach provides an additional complementary perspective to quality management. TQM is focused on optimizing operations at the operational level while interactive management and redesign of organization are focused on optimization operations at the conceptual level providing a holistic system for value generation. The empirical study demonstrates the applicability of the proposed model in one case study company but its application is tenable and possible also beyond this particular company. System dynamic modeling and other systems based techniques like cognitive mapping are useful methods for increasing understanding and learning about the behavior of systems. The empirical study emphasizes the importance of using a proper early warning system.

A Development and Application of a Three-Dimensional Model for a CFB Gasifier

The developing energy markets and rising energy system costs have sparked the need to find new forms of energy production and increase the self-sufficiency of energy production. One alternative is gasification, whose principles have been known for decades, but it is only recently when the technology has become a true alternative. However, in order to meet the requirements of modern energy production methods, it is necessary to study the phenomenon thoroughly. In order to understand the gasification process better and optimize it from the viewpoint of ecology and energy efficiency, it is necessary to develop effective and reliable modeling tools for gasifiers. The main aims of this work have been to understand gasification as a process and furthermore to develop an existing three-dimensional circulating fluidized bed modeling tool for modeling of gasification. The model is applied to two gasification processes of 12 and 50 MWth. The results of modeling and measurements have been compared and subsequently reviewed. The work was done in co-operation with Lappeenranta University of Technology and Foster Wheeler Energia Oy.

New computer software for defining the three-dimensional geometry for a centrifu- gal compressor impeller

In this thesis, a computer software for defining the geometry for a centrifugal compressor impeller is designed and implemented. The project is done under the supervision of Laboratory of Fluid Dynamics in Lappeenranta University of Technology. This thesis is similar to the thesis written by Tomi Putus (2009) in which a centrifugal compressor impeller flow channel is researched and commonly used design practices are reviewed. Putus wrote a computer software which can be used to define impeller’s three-dimensional geometry based on the basic geometrical dimensions given by a preliminary design. The software designed in this thesis is almost similar but it uses a different programming language (C++) and a different way to define the shape of the impeller meridional projection.

Diskreettiaikainen liukuvan moodin säätö kiinteäoksidipolttokennon DC-tasonnostossa

Huoli ympäristön tilasta ja fossiilisten polttoaineiden hinnan nousu ovat vauhdittaneet tutkimusta uusien energialähteiden löytämiseksi. Polttokennot ovat yksi lupaavimmista tekniikoista etenkin hajautetun energiantuotannon, varavoimalaitosten sekä liikennevälineiden alueella. Polttokenno on tehonlähteenä kuitenkin hyvin epäideaalinen, ja se asettaa tehoelektroniikalle lukuisia erityisvaatimuksia. Polttokennon kytkeminen sähköverkkoon on tavallisesti toteutettu käyttämällä galvaanisesti erottavaa DC/DC hakkuria sekä vaihtosuuntaajaa sarjassa. Polttokennon kulumisen estämiseksi tehoelektroniikalta vaaditaan tarkkaa polttokennon lähtövirran hallintaa. Perinteisesti virran hallinta on toteutettu säätämällä hakkurin tulovirtaa PI (Proportional and Integral) tai PID (Proportional, Integral and Derivative) -säätimellä. Hakkurin epälineaarisuudesta johtuen tällainen ratkaisu ei välttämättä toimi kaukana linearisointipisteestä. Lisäksi perinteiset säätimet ovat herkkiä mallinnusvirheille. Tässä diplomityössä on esitetty polttokennon jännitettä nostavan hakkurin tilayhtälökeskiarvoistusmenetelmään perustuva malli, sekä malliin perustuva diskreettiaikainen integroiva liukuvan moodin säätö. Esitetty säätö on luonteeltaan epälineaarinen ja se soveltuu epälineaaristen ja heikosti tunnettujen järjestelmien säätämiseen.

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto haasteellisilla polttoaineilla

Maailman energian kulutuksen lisääntymisen ja ilmastonmuutoksen myötä energiantuotannossa joudutaan jatkuvasti sopeutumaan muuttuviin tilanteisiin ja haasteisiin. Polttoteknillisiä haasteita aiheuttavat pelto- ja kierrätyspolttoaineet ovat lisäämässä osuuttaan uusiutuvien polttoaineiden joukossa. Jotta kyseisiä haasteellisia polttoaineita pystytään hyödyntämään, täytyy niiden aiheuttamat ongelmat tuntea ja laitevalmistajien kehittää niiden hyödyntämiseen sopivaa tekniikkaa. Tässä diplomityössä käydään läpi tulevaisuudessa käytettävät polttoaineet, nykyiset päästörajat, kiinteiden polttoaineiden poltto- ja kaasutustekniikat sekä likaantumis-, kuonaantumis- ja korroosiomekanismit voimalaitoskattiloissa. Työssä tutkitaan, onko haasteellisten polttoaineiden käyttöön investoiminen järkevää ja mikä nykypäivän tekniikoista on kannattavin. Myös välitulistuksen, lauhdeperän ja apujäähdyttimen kannattavuuksia vertaillaan sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Tuloksiksi saatiin, että edullisten peltobiomassojen ja kierrätyspolttoaineiden käyttäminen, joko perinteisten polttoaineiden seassa tai pääpolttoaineena, on nykyhinnoilla perinteisiin polttoaineisiin verrattuna kannattavaa. Investoiminen kierrätyspolttoaineiden valmistuslaitteisiin maksimoi kierrätyspolttoaineista saatavaa hyötyä. Välitulistuksen todettiin soveltuvan huonosti vastapaineprosessiin, sillä siitä saatava sähköntuotannon lisäys on hyvin pieni. Lauhdeperän ja apujäähdyttimen vertailuissa huomattiin, että lauhdeperä on kannattava investointi, jos sähkön ja lämmön hintaero pysyy tarpeeksi suurena. Haasteellisilla polttoaineilla pystytään pienentämään kasvihuonepäästöjä ja korvaamaan fossiilisten polttoaineiden käyttöä.

Kolmiulotteisen kulttuuriperintökohteen digitointiprosessi

Dokumenttien, valokuvien, videon ja äänen digitoinnin rinnalle on syntynyt tarve digitoida kohteita kolmiulotteisesti. Kolmiulotteinen digitointi asettaa digitoinnille uusia haasteita, sillä kohteista on kerättävissä hyvin paljon dataa. Digitointia varten tarvitaan siis prosessi jossa määritellään mitä kohteesta tulee digitoida ja miten tämä tehdään, jotta työ pystytään tekemään järkevässä ajassa järkevin kustannuksin. Työssä tutkittiin kirjallisuustutkimuksen ja kolmen digitointikohteen kautta miten prosessi tulisi muodostaa. Lopputuloksena muotoutui prosessimalli, jossa vaiheittain toteutetaan erilaisten työryhmien kanssa digitointisuunnitelma, laitevalinnat sekä digitointityö. Prosessin avulla digitointihankkeen suunnittelu helpottuu ja kustannusten sekä projektin etenemisen esittely asiakkaalle on yksinkertaista.

[Uusia kirjoja]

Kirjallisuusarvostelu

Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin rakentuminen : organisaatiokulttuurin ja pätevyysvaatimusten merkitys

Rajavartiolaitoksen tehtävien monialaisuus ja toimivaltuuksien laajeneminen sekä toimintaympäristön ja työn kuvan muutokset asettavat haasteita henkilöstön koulutukselle ja osaamiselle. Osaamiseen ja sitä kautta Rajavartiolaitoksen suorituskykyyn vaikutetaan erityisesti koulutuksella. Koulutus tulee nähdä muutosta ja kehitystä edistävänä voimana vastattaessa tulevaisuuden haasteisiin. Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin rakentumiseen vaikuttavat ulkoinen ja sisäinen toimintaympäristö. Koulutuskulttuurilla tarkoitetaan monitasoista ja - tahoista kokonaisuutta ja yläkäsitettä, joka vaikuttaa ohjaavasti ja normittavasti opettajien ja kouluttajien toimintaan sekä koulutukseen ja muuhun osaamisen kehittämiseen. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää organisaatiokulttuurin keskeisimmät ominaispiirteet, Rajavartiolaitoksen ja erityisesti rajavartiomiesten keskeisimmät pätevyysvaatimukset sekä organisaatiokulttuurin ja pätevyysvaatimusten välinen yhteys ja niiden vaikutus Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin rakentumiseen. Tutkimuksessa myös jäsennettiin koulutuskulttuurin rakentumista sekä selvitettiin koulutuskulttuurin kehittämisedellytyksiä ja -pyrkimyksiä. Tutkimuksen pääongelmana oli: ”Mikä on organisaatiokulttuurin sekä Rajavartiolaitoksen ja rajavartiomiesten pätevyysvaatimusten merkitys Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin rakentumiselle?” Tutkimus rajattiin rauhan ajan henkilökuntakoulutukseen. Sen lähestymistapa oli selittävä ja kartoittava. Tutkimusmenetelmänä käytettiin teoriasidonnaista sisällönanalyysia, jossa vaihtelevat valmiit teoriamallit ja aineistolähtöisyys. Lähdeaineisto koostui lähinnä sotatieteellisestä ja rajaturvallisuusalan tutkimuksesta, kasvatustieteellisestä ja sotilaspedagogisesta kirjallisuudesta sekä Rajavartiolaitoksen asiakirjoista. Analyysissa aineistoa teemoiteltiin asiakokonaisuuksittain. Johtopäätöksissä esitettiin analyysin tuloksena oppivan organisaation periaatteisiin pohjautuva Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin kehittymisen malli. Mallinnus muodosti synteesinä tutkimuksen päätuloksen. Sen perusteella johtopäätöksissä esitettiin myös Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin käsite. 3 Johtopäätösten perusteella Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuuriin liittyy läheisesti toimintakulttuuri, jonka muutosprosessi asettaa pätevyys-, koulutus- ja oppimisvaatimuksia henkilöstölle ja työyhteisöille. Oppiminen kehittää sekä yksilöllistä että organisaation kollektiivista pätevyyttä. Pätevyys on ammattitaitoa laajempi yleiskäsite liittyessään nimenomaan yhteisöllisen toiminnan valmiuksiin kokonaistyöprosessin osana. Rajavartiolaitoksen ja rajavartiomiehen pätevyysvaatimuksilla on olennainen merkitys koulutuskulttuurin rakentumiseen, sillä ne vaikuttavat suuresti koulutuksen tavoitteisiin, sisältöihin ja opetusmenetelmiin. Vakiintunut toimintakulttuuri pohjautuu organisaatiokulttuuriin eli syvimpiin uskomuksiin ja tiedostamattomiin perusoletuksiin. Toimintakulttuurin muuttaminen voi olla siten vaikeaa ja herättää muutosvastarintaa. Sama koskee opetus- ja oppimiskulttuuria, jonka uudistaminen edellyttää koko koulutus- ja työyhteisön tukea ja nykyaikaista koulutuskäsitystä. Vahvana ja piilevänä ilmiönä myös organisaatiokulttuurilla on näin suuri merkitys Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin rakentumiseen. Kulttuurin tunnistaminen ja ymmärtäminen onkin tärkeää Rajavartiolaitoksen kehittämisen kannalta. Samoin arvoilla on kulttuurin muutokseen, muutosjohtamiseen, pätevyysvaatimuksiin ja koulutukseen liittyvä monitahoinen merkitys. Rajavartiolaitoksen koulutusta on kehitettävä ottamalla huomioon tulevaisuuden muuttuvat ja kasvavat osaamisvaatimukset. Koulutuksen laatu edellyttää koulutus- ja työyhteisön oppimisympäristön ja oppimisedellytysten kehittämistä. Yhteistyön ja sosiaalisen vuorovaikutuksen kautta syntyvä oppiminen johtaa organisaation osaamiseen ja innovatiiviseen toimintaan, mikä edellyttää pedagogisen johtamisen taitoja. Joustavalle oppivalle organisaatiolle on ominaista kyky muuttua ja kehittyä jatkuvasti sekä ennakoida toimintaympäristön muutoksia. Opetuksen ja oppimisen pedagogisessa kehittämisessä on kyse Raja- ja merivartiokoulun pedagogisen strategian edellyttämästä uudistumis- ja muutosprosessista kohti ongelmalähtöisempää, tutkivampaa ja yhteisöllisempää oppimis- ja työtapaa. Uudet opetus-, oppimis- ja yhteistyökäytännöt sekä oman työn ja työyhteisön arviointi ja kehittäminen vaativat uudenlaista roolia ja osaamista verrattuna perinteiseen koulutus- ja toimintakulttuuriin. Tutkimus osoitti Rajavartiolaitoksen koulutuskulttuurin olevan hyvin kokonaisvaltainen ilmiö, joka vaatii tarkempaa tutkimusta. Jatkotutkimustarpeet muodostivat tutkimuksen toisen päätuloksen, jonka perusteella tulee tutkia itse kulttuuria ja syventää koulutuskulttuurin kehittämistä. Lisäksi tulisi harkita Rajavartiolaitoksen osaamisen kehittämisohjelman laatimista.

Sotilasjohtaja ja valta : analyysi vallan kolmessa ulottuvuudessa

Sanaan valta liittyy usein kielteisiä mielleyhtymiä. Vallan sanotaan esimerkiksi turmelevan, alistavan ja pakottavan. Voidaan kuitenkin todeta, että valtaa tarvitaan, jotta ihmiset saadaan toimimaan yhdessä yhteisten tavoitteiden saavuttamiseksi. Valta liittyy keskeisesti organisaatioiden toimintaan. Organisaatioita ei voi ymmärtää ymmärtämättä niiden valtarakenteita.

Virtuaalimallin hyödyntäminen harvesteripään tuotekehityksessä

Virtuaalimallinnuksella tarkoitetaan koneen simulointia, jossa huomioidaan koneen mekaniikka, toimilaitteet ja ohjausjärjestelmä. Työn tavoitteena oli luoda virtuaalimalli harvesteripäästä. Kyseinen virtuaalimalli sisälsi harvesteripään tärkeimmät mekaaniset osat, pituusmittalaitteen hydrauliikkapiirin ja tämän ohjauksen. Luodussa virtuaalimallissa huomioitiin myös harvesteripään ja puun väliset kontaktit. Lisäksi työssä tutkittiin mahdollista virtuaalimallinnuksen implementoimista osaksi yrityksen tuotekehitysprosessia. Työssä suoritettiin verifiointimittaukset pituusmittalaitteen hydrauliikkapiirille sekä virtuaalimallin hydrauliikkakomponentit parametrisoitiin. Mittauksista saatuja tuloksia verrattiin virtuaalimallista saatuihin tuloksiin. Työssä esitellään myös ehdotus kuinka virtuaalimallinnusta kannattaisi hyödyntää osana yrityksen tuotekehitysprosessia. Virtuaalimallin eri osa-alueilla saavutetut tulokset osoittavat, että virtuaalimallinuksen hyödyntäminen tuotekehitysprosessin aikana mahdollistaa harvesteripään toimintojen tarkastelun ennen prototyypin rakentamista ja testaamista. Lisäksi hydrauliikkapiirin parametrisoimisella pystytään tutkimaan parametrien vaikutusta kokonaisuuteen.

PWR PACTEL -koelaitteiston ylätilan mallinnusvaihtoehtojen tarkastelu APROS-ohjelmistolla

Diplomityössä selvitetään PWR PACTEL -koelaitteiston APROS-mallin ylätilan toimi¬vuut¬ta ja tutkitaan tapoja parantaa mallin simulointitarkkuutta. Työssä on esitelty PWR PACTEL -koelaitteiston sekä APROS-simulointiohjelman pääpiirteet ja tutustuttu simu¬loin¬ti¬ohjelmien kelpoistukseen. Simulointiosiossa tarkastellaan yksinkertaisen ja muokatun ylätilamallin toimivuutta ver¬taa¬mal¬la simulointia koelaitteistolla tehtyjen kokeiden mittaustuloksiin. Lisäksi tutkitaan nel¬¬jää tapaa parantaa ylätilamallin toimivuutta: virtausvastusten säätö, lämpöhäviöiden sä䬬tö, rakenteelliset muutokset ja laskentakorrelaatioiden vaihtaminen. Simulointituloksia ver¬¬ra¬¬taan kahteen koelaitteistolla suoritettuun kokeeseen, joista toinen on tasapainotilankoe ja toinen dynaamisen tilan koe. Työssä havaittiin, että nykyisin käytössä olevaa mallia on kehitetty jo varsin paljon, ver¬rat¬tu¬na ns. yksinkertaiseen malliin. Testatuilla parannusvaihtoehdoilla saatiin hieman paran¬net¬tua ylätilan lämpötilojen simulointia tasapainotilassa. Dynaamisen tilan osalta havaittiin pien¬tä parannusta mallin toiminnassa ylätilamallin rakennemuutosten jälkeen. Tulosten poh¬jalta arvioitiin, että mallia on mahdollista kehittää muuttamalla ylätilamallin raken¬net¬ta.

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.