Browsing by Department "Teknillisen fysiikan ja matematiikan osasto"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 20 of 1134
  • 3D FEM Modeling Software for Crystal Resonators
    (2000) Holappa, Antti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • 3D Fokker-Planck Code for Numerical Simulation of Tokamaks
    (1996) Kiviniemi, Timo
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • 3D Modeling of Flow Field in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell
    (2005) Karvonen, Suvi
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Polymeeripolttokenno on matalassa lämpötilassa korkealla tehotiheydellä toimiva sähkökemiallinen energiankonversiolaite. Työssä tutkittiin polymeeripolttokennon virtauskanaviston toimintaa äärellisten elementtien menetelmään perustuvan virtausmallinnuksen avulla. Työ on osa TEKES:in rahoittamaa POWERPEMFC -projektia, johon suunnitellun kennon piirustuksia käytettiin malleissa. Työssä toteutettiin kaksi kennoreaktioiden aiheuttaman kaasun tiheyden ja viskositeetin muutoksen huomioivaa mallia, joista toinen kuvaa yksikkökennon virtauskenttää ja toinen kennoston pääkanavien virtauskenttiä. Mallinnuksessa tutkittiin kennoon syntyviä virtausprofiileja ja paine-eroja. Tulosten pohjalta voitiin ehdottaa virtausprofiilia tasoittavia ja siten kennon toimintaa parantavia muutoksia alkuperäisiin kennopiirustuksiin. Työhön kuului myös kokeellinen osuus, jonka tuloksia käytettiin mallinnustulosten verifioimiseen.
  • Magneettiresonanssikuvien kolmiulotteinen käsittely neuromagneettisten mittausten analyysissa
    (1997) Seppä, Mika
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratoriossa tutkitaan aivotoiminnan synnyttämiä magneettikenttiä. Menetelmää kutsutaan magnetoenkefalografiaksi (MEG) ja se yhdistää erinomaisen aikaresoluution parhaimmillaan parin millimetrin paikannustarkkuuteen. Aivojen rakenteesta saadaan tarkka kolmiulotteinen kuva magneettiresonanssikuvauksella (MRkuvaus). MR-kuvia voidaan käyttää magnetoenkefalografian tulosten visualisoinnissa ja tarkentamisessa. MEG:llä paikannettujen virtalähteiden fysiologisen merkityksen ymmärtäminen helpottuu, kun lähdealueiden yksilöllinen anatomia tunnetaan. Tässä työssä kehitettiin ohjelma, jolla käyttäjä voi leikellä interaktiivisesti MR-kuvasarjaa mielivaltaisilla tasoilla. Lähdealueita kuvaavat virtadipolit esitetään näin saaduissa leikekuvissa. Työssä tutkittiin myös pään eri rakenteiden visualisointia niistä muodostettujen kolmioverkkojen ja kolmiulotteisten pintakuvien avulla. Kolmioverkkoja voidaan käyttää myös lähdemallinnuksen tarkentamiseen. Tällöin pään johdealuetta kuvaavan pallomallin sijasta käytetään koehenkilön omien aivojen muotoista pintaelementtimallia. Tässä työssä kehitettiin menetelmä, jolla MR-kuvasarjasta erotettu kappale voidaan kolmioida siten, että syntyvät kolmiot ovat mahdollisimman saman suuruisia ja tasasivuisia. Sekä kolmioverkkojen että kolmiulotteisten pintakuvien muodostus vaatii kohdekappaleen erotuksen MR-kuvasarjasta. Tätä tarkoitusta varten kehitettiin tietokoneohjelma, jolla kuvasarja voidaan segmentoida. Aiemmasta ohjelmasta poiketen lähtökohtana oli käyttää pääasiassa kolmiulotteisia, koko kuvasarjaa kerralla käsitteleviä operaattoreita. Työhön liittyvät tietokoneohjelmat kirjoitettiin C-ohjelmointikielellä HP9000-sarjan UNIX-työasemille. Ohjelmien graafinen käyttöliittymä toteutettiin X-ikkunointijärjestelmällä käyttäen hyväksi Motif-käyttöliittymäkomponentteja.
  • 3D Simulations of Impurity Transport in the Divertor Region of ASDEX Upgrade Tokamak
    (2005) Kåll, Pia
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    The interactions between the hot fusion plasma and the surrounding vessel wallin magnetically confined fusion devices are not completely understood. The plasma-surface interactions give rise to impurity particles, i.e. atoms or molecules from the surfaces that are dislodged and transported into the piasma. The goal is to keep the impurity density in the main piasma as low as possible, since impurities that reach the central fusion-producing piasma will cool and dilute the piasma, thus reducing the power output. On the other hand, in the edge region impurities are desirable to some extent, since the radiation they eause disperses the piasma power, which otherwise would cause high heat fluxes on Iocalized areas of the surfaces, and potentially damage the surfaces. A balance between the wanted amount of impurities at the edge, and as few impurities as possible in the main piasma should be achieved, but to achieve this the transport of impurities from the surfaces, where they are produced, through the edge plasma to the main plasma have to be understood. The production of impurities at the surfaces, and the transport of impurities inside the main piasma are quite weIl understood. However, the impurity transport in the edge is stiil largely unexplored and it is not known how the amount of inipiirities produced at the walls is connected to the impurity density in the main piasma. In this work explanations to experimental observations about the transport of carbon in the divertor region of ASDEX Upgrade tokamak were sought through simulations with the ERO code. ERO is a Monte Carlo based Iocal impurity transport code that has been developed at Forschungszentrum Julich in Germany. What distinguishes ERO froni other impunty transport codes is the detailed way m which plasma-surface interactions are taken into account and the possibility to simulate external sources. As part of this work some improvements to ERO have been made and the previously 2D divertor version of ERO has been extended to a 3D version. Benchmarking of the 3D divertor version has been made and the new code has been found to work welI. Thereafter, the 3D divertor version has been used to simulate methane puffing experiments done at the outer divertor of ASDEX Upgrade during the 2003 campaign. Differences in the long-term erosion and deposition patterns ofcarbons, and the deposition patterns found by puffing marker-carbon into the piasma, have earlier been found experimentally. In this work an explanation to tbese differences were sought by investigating the influence of the puffed particles on the background plasma. If the puffing would have significant impact on the background piasma, this could explain why the puffed carbon behaves differently than the carbon eroded from the piasma facing components. It would also mean that ERO would not be suitable for simulating puffing experiments, since in ERO it is assumed that the impurities do not influence the background piasma. This assumption ean be questionable especially with strong impurity sources as in puffing experiments. From the simulations it can he concluded that the puffing does not influence neither the density nor the energy content of the background piasma with more than 10 %. The area affected by the puffing is vety centralized around the puffing hole and quite small, in most cases it has a diameter snialler than one centimeter. The simulations did not give an explanation to the differences in erosion and deposition patterns of carbon that have been found experimentally. However, from the simulations it can be concluded that siniilar puffing experiments can he used in the future to determine the transport ofcarbon in the edge piasma without affecting the background piasma parameters. Likewise the assumptions made in ERO are valid, and this type of simulations wiIl be continued. Some further improvements to ERO are aiready under way.
  • Ab initio and density functional studies of hydrogen bonding and protonation between pyridine and methanesulfonic acid
    (2001) Lehtonen, Olli
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Lévy-prosessien jakautumista
    (2005) Tikanmäki, Heikki
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Työ käsittelee Levy-prosessien jakaumaominaisuuksia. Muita ominaisuuksia sekä sovellusalueita käsitellään lyhyesti. Työssä tarkastellaan Levy-prosessien luokkaa, jonka muodostavilla stokastisilla prosesseilla on riippumattomat, homogeeniset ja stationaariset lisäykset. Esimerkkejä näistä ovat Brownin liike sekä Poissonin prosessi. Levy-prosessien jakaumat karakterisoidaan Levyn ja Khinchinin esityslauseen avulla. Levy-prosessien jakaumat eivät kuitenkaan aina ole laskettavissa, minkä takia työssä käsitellään riippumattomien satunnaismuuttujien summan jakauman estimaatteja, joita yleistetään Levy-prosessien tapaukseen. Lemmojen 5.3.2 ja 5.3.3 avulla saadaan mm. vakuutussovelluksissa käytettävän Edgeworthin approksimaation Levy-prosessin jakaumaa approksimoivat funktiot skaalautumaan luontevasti aikaparametrin mukana. Näitä tuloksia ei ole tietääkseni tässä muodossa julkaistu aikaisemmin.
  • Accelerated aging and optical characterization of absorber surfaces for solar collectors
    (2000) Konttinen, Petri
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Accelerated Testing in Product Development
    (2000) Oksanen, Olli-Matti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Access Providers in the Internet Value Chain
    (1997) Takala, Petri
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Acoustic emission during tensile straining of paper
    (1999) Rosti, Jari
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Monikanavaisen DC-elektroenkefalografialaitteiston signaalinkäsittelyohjelm
    (1997) Tolvanen, Heli
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Tässä diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin 24 kanavaisen DC- elektroenkefalografialaitteiston signaalinkäsittelyohjelma. Mitattavista kanavista otetaan talteen sekä AC- että DC-signaali käyttäen erottimena ali- ja ylipäästösuodatusta. Ohjelman käsiteltäväksi tulee siten 49 kanavaa, kun lisäksi mitataan uloshengitysilman hiilidioksidipitoisuutta. Työn aikana toteutettiin signaalien mittausohjelma, AC- ja DC-signaalien analyysiohjelmat sekä tulostusohjelma analysoitujen signaalien tarkastelua varten. Toteutetut ohjelmat korvaavat aikaisemmin käytössä olleet vanhentuneet ohjelmat ja osan laitteista. Työn kirjallisessa osuudessa selvitettiin EEG-mittauksien taustatietoja liittyen ohjelmien tekemiseen ja laitteistoon hankittuun monikanavaiseen A/D-muuntimeen. Lisäksi perehdyttiin EEG-signaalien syntymekanismeihin ja häiriölähteisiin EEG-mittauksissa sekä kartoitettiin tutkimuksen nykytilaa erityisesti DC-EEG:aan liittyen. Osana työtä oli myös sopivan ohjelmointiympäristön ja monikanavaisen A/D-muuntimen valinta toteutettavaan laitteistoon. Lisäksi työn edetessä ohjelmia testattiin sekä koehenkilöillä että testisignaaleilla.
  • Selkärankaisen näköaistinsolujen valovastesignaalin rekisteröinti- ja analyysijärjestelmä
    (1997) Miettinen, Antti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Active photonic crystals in indium phosphide membrane
    (2006) Sihvonen, Olli
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Tässä työssä valmistettiin ja karakterisoitiin indiumfosfidikalvossa olevia aktiivisia fotonikiderakenteita. Tällaiset rakenteet tarjoavat mielenkiintoisen vaihtoehdon perinteisille pintaemittoiville pystykaviteeteille. Työssä kehitettiin spin-on-glass:n käyttöön liima-aineena perustuva kustannustehokas ja joustava sirutason menetelmä aktiivisen kvanttikaivorakenteen sisältävän indiumfosfidikalvon bondaamiseen piidioksidin päälle. Suunniteltu grafiitti-fotonikiderakenne optimoitiin tietokonesimulaatioiden avulla vertikaalista emissiota varten optiseen tietoliikenteeseen sopivalla aallonpituusalueella. Halkaisijaltaan 300 nm:n rei'istä koostuvan fotonikiderakenteen kuvioimiseen käytettiin elektronisuihkulitografiaa. Kehitysajan, resistin paksuuden sekä annoksen vaikutus reikien halkaisijaan sekä sivuprofiilin pystysuoruuteen määritettiin, ja optimaaliset parametrit esitetään. Resistiin kuvioitu rakenne siirrettiin piinitridimaskiin reaktiivista ionietsausta käyttäen. Induktiivisesti kytkettyä plasmaetsausta käytettiin indiumfosfidin etsaamiseen piinitridimaskin läpi. Etsausnopeudet ja selektiivisyydet määritettiin etsausaikojen sekä maski- ja resistikerroksen paksuuksien optimoimiseksi. Valmistettuja fotonikiderakenteita karakterisoitiin käyttäen fotoluminesenssi-menetelmää. Fotoluminesenssikuvaajissa havaittiin selkeitä resonanssipiikkejä aallonpituusalueella 1650-1700 nm vastaten valmistettujen rakenteiden simuloinnista saatuja tuloksia. Valon vahvistuminen perustuu fotonikiteen aikaansaamaan, laakeista fotonivöistä johtuvaan optisen tilatiheyden kasvuun.
  • Adaptation in On-line Recognition of Handwriting
    (1999) Vuori, Vuokko
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Tässä työssä on tutkittu käsinkirjoitettujen merkkien reaaliaikaista tunnistusta. Työn alkuosa koostuu kirjallisuustutkimuksesta, jossa on esitelty käsinkirjoitetun tekstin tunnistukseen liittyviä ongelmia ja erilaisia, kirjallisuudesta löytyneitä tunnistusmenetelmiä. Kirjallisuustutkimuksessa on keskitytty menetelmiin, jotka soveltuvat yksittäisten, alfanumeeristen merkkien reaaliaikaiseen tunnistukseen. Erityistä huomiota on kiinnitetty menetelmiin, jotka pystyvät mukautumaan nopeasti käyttäjän käsialaan. Työn keskeisin aihe oli kehittää käyttäjän käsialan oppiva tunnistusjärjestelmä ja tutkia erilaisia oppimismenetelmiä. Toteutettu tunnistusjärjestelmä perustuu k:n lähimmän naapurin menetelmään eli merkit tunnistetaan vertailemalla niitä tunnettuihin mallimerkkeihin eli prototyyppeihin. Merkkien vertailussa on käytetty etäisyysmäärittelyjä, jotka perustuvat dynamic time warping (DTW) -menetelmään. Järjestelmän oppiminen tapahtuu prototyyppijoukkoa muuntelemalla. Prototyyppejä joko poistetaan tai lisätään erilaisten tunnistustuloksiin perustuvien sääntöjen mukaisesti. Lisäksi prototyyppien muotoa muunnellaan oppivaan vektorikvantisaatioon (LVQ) perustuvalla menetelmällä. Työssä tarvitut merkkinäytteet kerättiin erityisen kirjoitusalustan ja kynän avulla. Merkit tunnistettiin sitä mukaa kuin niitä kirjoitettiin. Näitä keräyksen aikana saatuja tunnistustuloksia käytettiin käyttäjän käsialan muutosten arvioimiseen. Erilaisia esikäsittelymenetelmiä, etäisyysmäärittelyjä ja oppimismenetelmiä tutkittiin tunnistamalla kerätyt merkit jälkikäteen uudelleen.
  • Adaptiivinen menetelmä kuvalevystä luetun röntgenkuvan parantamiseen
    (2000) Siren, Juuso
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Adaptive raw material charge optimization system for a steel plant
    (1999) Ikäheimo, Jussi
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Tässä diplomityössä tutkitaan heterogeenisen romumetallin panostuksen optimointia Outokumpu Polarit Oy:n terässulatolla. Tutkimuksen tavoitteena oli panostuksen optimointimallin ja optimointialgoritmin kehittäminen sekä raaka-aineiden ominaisuudet estimoivan menetelmän löytäminen. Optimoinnin tavoitteena oli sulaton kustannusten pienentäminen. Tavoitteena oli myös menetelmien ohjelmallinen toteuttaminen. Työ on osa TEKES:n ja metallialan yritysten rahoittamaa AMRO-projektia (Adaptiivinen Metallurginen Raaka-aineoptimointi). Työssä kehitettiin malli sulatusprosessille. Eri prosessimalleja vertailtiin ja niistä valittiin yksi. Prosessimallissa on useita stokastisia parametreja, joiden estimointimenetelmiä vertailtiin. Rekursiivinen pienimmän neliösumman algoritmi valittiin lopulta käytettäväksi sen useiden hyvien ominaisuuksien vuoksi. Sekä parametrien odotusarvojen että varianssien estimointia tutkittiin, mutta vain edellinen tuotti tyydyttävän tuloksen. Optimointimalli käyttää hyödykseen sekä prosessimallia että estimoituja parametreja. Panostuksen optimointitehtävä jaettiin kahteen tasoon, joista ensimmäisessä huomioitiin samanaikaisesti useita sulatuksia ja toisessa vain yksi. Yhden sulatuksen optimoinnissa kustannukset oli kuitenkin mallinnettu tarkemmin, jonka seurauksena malli oli epälineaarinen. Monen sulatuksen malli ratkaistiin lineaarisella ohjelmoinnilla, stokastinen yhden sulatuksen malli puolestaan eräällä gradienttiprojektiomenetelmän muunnelmalla. Algoritmit toteutettiin C++ kielellä ja liitettiin offline-tietokantaan. Myöhemmin ne liitetään Outokummun automaattiseen raaka-aineen panostusjärjestelmään ja online-tietokantaan. Ohjelmille tehtiin yksinkertaiset graafiset käyttöliittymät.
  • Adhesion measurements of nano-particles on alumina, silica and titanium oxide surfaces
    (2004) Paajanen, Matti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Pienten partikkelien kiinnittyminen pinnalle on monimutkainen ilmiö, josta on jokapäiväisessä elämässämme sekä hyötyä että haittaa. Monet teolliset valmistustekniikat hyödyntävät partikkelien toistuvaa kiinnittymistä pinnoille. Toisaalta, esimerkiksi lämmönvaihtimiin kiinnittyvä pienikin tuhkakerros saattaa heikentää lämmönsiirto-ominaisuuksia merkittävästi. Partikkelien tarttuminen pintaan aiheutuu alkuvaiheessa Londonin teorian mukaan sähköisistä fluktuoivista dipoleista, jotka aiheuttavat neutraalienkin hiukkasten välille vetovoiman. Kemialliset sidokset kappaleen ja pinnan välillä voivat muodostua vasta alustavan kiinnittymisen jälkeen. Tässä työssä on mitattu pienten piioksidihiukkasten tarttumista pii- ja alumiinioksidimallipinnoille sekä titaanioksidikappaleiden tarttumista titaanioksidimallipinnoille. Mittaukset on suoritettu atomivoimamikroskoopilla, jolla voidaan mm. mitata alle nanonewtonin suuruisia voimia. Adheesiovoima on määritetty voimana, jolla kiinnittyneen partikkelin saa irroitettua pinnasta. Tylppäkärkisten piioksidimallikappaleiden adheesiopaineeksi, eli irrottamisvoimaksi pinta-alayksikköä kohden, mitattiin kuivassa typpi-ilmakehässä sileällä piioksidipinnalla 3.7 MPa, sileällä alumiinioksidipinnalla 2.8 MPa ja hieman karkeammalla alumiinioksidipinnalla 1.9 MPa. Pallomaisten, n. 10 nm-säteisten, titaanioksidipartikkelien irrottamisvoima vaihteli epätasaisilla titaanioksidipinnoilla välillä 1-10 nN, riippuen kiinnittymiskohdan pinnan kaarevuudesta. Suurin voima mitattiin laaksomaisessa pinnankohdassa, ja pienin paikallisen huipun kohdalla. Ilmankosteuden vaikutusta kiinnittymisvoimaan tutkittiin katkaistun kartion muotoisilla mallikappaleilla typpi-ilmakehässä. Mittauslaitteistoon rakennetulla kosteudensäätöjärjestelmällä saavutetaan 3-85% suhteellinen kosteus kahden prosenttiyksikön tarkkuudella. Työssä esitetty teoreettinen tarkastelu selittää tylppien kappaleiden mittaustulokset hyvin laitteiston koko kosteusalueella. Tylppien piioksidipartikkelien adheesiopaine sileällä piioksidipinnalla kasvoi n. 20%, kun ympäristön suhteellinen kosteus muuttui 3:sta 85:een prosenttiin.
  • Adjustment of affine equations in equilibrium analysis
    (2005) Kitti, Mitri
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Elohopeakloridin kultapintaan tapahtuvan adsorption tutkiminen tunnelointimikroskoopilla
    (1997) Laakso, Antti
     Helsinki University of Technology | Master's thesis