In-Vessel Penetrator -käärmerobotin mallinnus ADAMS-ohjelmistolla

Työn tavoitteena oli muodostaa virtuaaliprototyyppi fuusioreaktorin huollossa käytettävästä IVP-robotista. Työssä mallinnettiin robotin mekaniikka joustavana sekä toimilaitteiden ja käyttöjen dynaamiset ominaisuudet valmistajien esitietojen ja mitoitustietojen perusteella. Käyttöjen ja mekaniikan mallit yhdistettiin ADAMS-ohjelmistossa. Mekaanisten joustojen mallinnuksessa sekä verifioinnissa käytettiin apuna ANSYS –ohjelmistoa. Virtuaaliprototyypin toimivuudesta varmistuttiin vertaamalla sitä robotin suunnittelutietoihin ja fyysiseen prototyyppiin. Robotin ohjauksessa käytettävän P-säätäjän vaikutusta tutkittiin eri vahvistuksen arvoilla sekä verrattiin mekaanisia vasteita fyysisen prototyypin dynaamisiin testeihin. Esimerkkinä robotin käyttäytymisestä todellisessa tilanteessa simuloitiin sen ajoa reaktoriin. Toteutetun simulointimallin todettiin vastaavan rakenteeltaan sekä siinä esiintyvien voimien osalta suunnitelmien mukaista konstruktiota. Käytetyillä parametreilla se toteutti hyvin robotille asetetut nopeusvaatimukset.

Sähkökäyttöisen konejärjestelmän vuorovaikutteinen simulointi

Työn tavoitteena oli toteuttaa simulointimalli, jolla pystytään tutkimaan kestomagnetoidun tahtikoneen aiheuttaman vääntömomenttivärähtelyn vaikutuksia sähkömoottoriin liitetyssä mekaniikassa. Tarkoitus oli lisäksi selvittää kuinka kyseinen simulointimalli voidaan toteuttaa nykyaikaisia simulointiohjelmia käyttäen. Saatujen simulointitulosten oikeellisuus varmistettiin tätä työtä varten rakennetulla verifiointilaitteistolla. Tutkittava rakenne koostui akselista, johon kiinnitettiin epäkeskotanko. Epäkeskotankoon kiinnitettiin massa, jonka sijaintia voitiin muunnella. Massan asemaa muuttamalla saatiin rakenteelle erilaisia ominaistaajuuksia. Epäkeskotanko mallinnettiin joustavana elementtimenetelmää apuna käyttäen. Mekaniikka mallinnettiin dynamiikan simulointiin tarkoitetussa ADAMS –ohjelmistossa, johon joustavana mallinnettu epäkeskotanko tuotiin ANSYS –elementtimenetelmäohjelmasta. Mekaniikan malli siirrettiin SIMULINK –ohjelmistoon, jossa mallinnettiin myös sähkökäyttö. SIMULINK –ohjelmassa mallinnettiin sähkökäyttö, joka kuvaa kestomagnetoitua tahtikonetta. Kestomagnetoidun tahtikoneen yhtälöt perustuvat lineaarisiin differentiaaliyhtälöihin, joihin hammasvääntömomentin vaikutus on lisätty häiriösignaalina. Sähkökäytön malli tuottaa vääntömomenttia, joka syötetään ADAMS –ohjelmistolla mallinnettuun mekaniikkaan. Mekaniikan mallista otetaan roottorin kulmakiihtyvyyden arvo takaisinkytkentänä sähkömoottorin malliin. Näin saadaan aikaiseksi yhdistetty simulointi, joka koostuu sähkötoimilaitekäytöstä ja mekaniikasta. Tulosten perusteella voidaan todeta, että sähkökäyttöjen ja mekaniikan yhdistetty simulointi on mahdollista toteuttaa valituilla menetelmillä. Simuloimalla saadut tulokset vastaavat hyvin mitattuja tuloksia.

Lajittumisen dynamiikka epäpuhtauksien ja kuitujen painelajittelussa

Viimevuosina kuvantamistekniikat ovat kehittyneet huomattavasti. Näiden uusien tekniikoiden avulla voidaan tarkastella erilaisia prosesseja aiempaa tarkemmin. Painelajittelun teoriat perustuvat pääasiassa makrotason mittauksien pohjalta tehtyihin matemaattisiin malleihin, ja itse lajittumistapahtumaa ei ole aiemmin päästy kovinkaan tarkasti havainnoimaan. Tämän työn tavoitteena olikin selvittää lajittumistapahtumaa uuden kuvantamistekniikan avulla. Työn kirjallisuusosassa esiteltiin lyhyesti painelajitin ja sen toiminta. Myös painelajittelun perusteoriat käytiin lyhyesti läpi. Teoriaosan pääpaino oli lajittumistapahtumassa ja siihen vaikuttavissa tekijöissä. Lisäksi teoriaosassa esiteltiin teollisen painelajittelun nykytilannetta, työtä varten tehdyn esiselvityksen pohjalta. Lajitinsimulaattorikoeajoissa selvitettiin kuitujen ja roskapartikkelien käyttäyty-mistä painelajittimessa kuvantamisen avulla. Kuvauksissa keskityttiin rakosihdin raon tapahtumiin, sekä sihtipinnan tapahtumiin. Kuvamateriaalista laskettiin kuitujen ja roskien liikenopeuksia lankasihtiprofiilin raossa, sekä sihdin pinnalla. Lisäksi tutkittiin kehänopeuden, tuotannon ja sakeuden vaikutusta liike-nopeuksiin. Kuvamateriaalista pyrittiin myös havainnoimaan mahdollista kuitujen takaisinvirtausta. Kuvantamisella saatiin uutta tietoa kuitujen ja roskapartikkelien liikkeestä painelajittimessa. Tuloksista kävi muun muassa ilmi, että roottorin elementin pienimmän välyksen kohdalla akseptoituu huomattava määrä massaa. Tämä selittyy sillä, että pienimmän välyksen kohta tuottaa huomattavan positiivisen painepulssin. Kuitujen ja roskapartikkelien nopeudet raossa noudattelivat muutenkin hyvin selkeästi elementin tuottamaa painepulssia. Lisäksi kuvamateriaalista havaittiin, että sihdin raon suulle kertyy profiilin korkuinen kuituflokki. Koko sihdin peittävää kuitumattoa ei havaittu.

Puuston kuolleisuus ja lahopuun dynamiikka vanhoissa boreaalisissa metsissä

Tutkimusseloste väitöskirjasta: Tree mortality and deadwood dynamics in late-successional boreal forests / Tuomas Aakala. - [Helsinki] : [Helsingin yliopisto], 2010. - (Dissertationes Forestales ; 100).

Kulttuuristen erojen dynamiikka : seminaariraportti

Dynamics of cultural differences : 32nd Nordic conference of ethnology and folkloristics, Bergen, 18.–21.6.2012.

Euroopan unionin strategisen kulttuurin dynamiikka 2000-luvulla

Euroopan unionin yhteisen turvallisuus- ja puolustuspolitiikan (YTPP) voidaan katsoa olevan yhteisen ulko- ja turvallisuuspolitiikan (YUTP) sotilaallinen ulottuvuus. Euroopan unionilla on ollut vaikeuksia turvata rauhaa omassa naapurustossaan (Balkanin kriisi, Libya), josta johtuu paineet kehittää nykyistä yhteistä turvallisuus- ja puolustuspolitiikkaa. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää EU:n strategisen kulttuurin ilmentymistä ja dynamiikkaa. Tämä tutkimus on laadullinen tutkimus ja metodina on abduktiivinen sisällönanalyysi. Abduktiivisen toimintahypoteesin ja kirjallisuuskatsauksen avulla luodaan tutkimuksessa strategisen kulttuurin teoreettinen viitekehys, joka antaa näkökulman ja rajauksen tutkimukseen. Primäärilähteenä tutkimuksessa käytetään Euroopan unionin perussopimusta, Euroopan unionin turvallisuusstrategiaa vuodelta 2003 ja sen toteutumisraporttia vuodelta 2008. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan väittää, että EU:lla on strategista kulttuuria, jos sitä tarkastelee teoreettisen viitekehyksen avulla. Lisäksi tulokset puoltavat ajatusta, että Euroopan unionin turvallisuusympäristö on muuttunut 2000-luvulla. EU:n sotilaalliset operaatiot ovat painottuneet 2000-luvun alkupuolelle. YTPP:n konkretisoituminen Artemikses-operaatiossa ja Euroopan unionin turvallisuusstrategian luominen vuonna 2003, oli EU:n strategisen kulttuurin nousuaikaa. Paineet mitkä ajoivat EU:ta kehittymään strategisena toimijana, kumpusivat 11. syyskuuta aiheutetuista terroriiskuista ja niitä seuranneesta Yhdysvaltojen hyökkäyksestä Irakiin. Georgian tapahtumat 2008 aiheuttivat muutospaineita yleiseen turvallisuus- ja puolustuspolitiikkaan. Muutospaineet konkretisoituivat raporttiin Euroopan unionin turvallisuusstrategian toteutumisesta ja lopulta Lissabonin sopimukseen 2009. Vaikka Lissabonin sopimukseen liittyvistä rakenneuudistuksista oli keskusteltu jo aiemminkin, tutkimuksessa väitetään, että Georgian sota edisti halua päästä yhteisymmärrykseen näistä rakenneuudistuksista. Vuosi 2011 aiheutti taantuman yhteisen turvallisuus ja puolustuspolitiikan kehittymiselle. Päätös olla osallistumatta Libyan kriisiin osaltaan heikensi EU:n strategista kulttuuria. Tutkimuksessa väitetään, että YTPP:n nouseminen takaisin EU:n asialistalle (taloudellisesta tilanteesta huolimatta) vuonna 2013 johtuu EU:n epäonnistumisesta ottaa vahvaa roolia Libyan kriisissä.