[kand] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG

Permanent URI for this collectionhttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 4756
  • Korroosionsuojatekniikat laivoissa ja offshore-rakenteissa
    (2024-11-29) Sormunen, Otto
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Korroosio on jatkuva ja luonnollinen ilmiö, joka heikentää erityisesti metallirakenteiden kestävyyttä ja turvallisuutta. Meriympäristössä korroosio on erityisen haastava suolapitoisuuden, happipitoisuuden ja jatkuvan altistuksen vuoksi. Tämän seurauksena laivojen ja offshore-rakenteiden suunnittelu ja ylläpito vaativat huolellista korroosionhallintaa, sillä vaurioiden taloudelliset ja turvallisuusvaikutukset voivat olla mittavia. Tutkimus keskittyy laivojen ja offshore-rakenteiden korroosionsuojateknikoihin ja niiden kehityksiin ilmastonmuutoksen ja ympäristövaikutusten kontekstissa. Työ toteutettiin kirjallisuustutkimuksena analysoimalla olemassa olevaa kirjallisuutta, kuten kirjoja, tutkimuksia, teknisiä julkaisuja ja katsausartikkeleita. Tarkastelun kohteena olivat korroosion sähkökemiallista reaktiota hyväksikäyttävät ratkaisut, kuten galvaaniset anodit ja ulkoista virtalähdettä käyttävä katodinen suojaus, sekä erilaiset pinnoitusmenetelmät, kuten epoksi- ja polyuretaanipinnoitteet. Lisäksi arvioitiin näiden tekniikoiden vaikutuksia ympäristöön ja tulevaisuuden kehityksiä. Korroosio meriympäristössä etenee monin eri tavoin, kuten galvaanisena, pistekorroosiona ja likaantumisesta johtuvien biofilmien aiheuttaman korroosiona. Nykyiset tekniikat, kuten katodiset suojaukset ja pinnoitteet, ovat tehokkaita, mutta niillä on myös heikkouksia, kuten korkeat ylläpitokustannukset ja ympäristövaikutukset. Kehittyvät tekniikat, kuten kestävämmät anodit, itsestään korjaavat pinnoitteet ja biomimetiikka, tarjoavat lupaavia ratkaisuja näihin haasteisiin. Korroosionsuojatekniikoiden valinta ja soveltaminen tulee tehdä tapauskohtaisesti rakenteiden käyttöympäristön ja vaatimusten mukaan. Ilmastonmuutos ja muuttuvat meriolosuhteet luovat uusia haasteita, mutta samalla ne ajavat kehitystä kohti kestävämpiä ja ympäristöystävällisempiä ratkaisuja. Korroosionhallinta on keskeinen tekijä meriteknisten rakenteiden turvallisuuden ja kestävyyden takaamisessa koko niiden elinkaaren ajan.
  • Geoinformatiikka ja tekoäly nosturitöissä
    (2024-12-02) Uusi-Marttila, Antti
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tämän kirjallisuuskatsauksen tavoitteena on tutkia, miten geoinformatiikkaa ja tekoälyä voidaan hyödyntää nosturitöissä rakennusalalla. Nosturityöt ovat keskeinen osa nykyaikaista rakentamista, mutta niiden suunnittelu on monimutkaista ja vaatii tarkkaa riskienhallintaa. Tutkimus keskittyy geoinformatiikan, sekä tekoälyn, kuten koneoppimisen ja algoritmien, mahdollisuuksiin optimoida nostosuunnittelua turvallisuuden, tehokkuuden ja kustannusten näkökulmista. Tutkimusaineisto koostuu alan kirjallisuudesta, tapaustutkimuksista ja teknologisista sovelluksista, joita analysoidaan laadullisin menetelmin. Lisäksi työssä esitellään algoritmien, kuten vahvistusoppimisen ja heurististen mallien, soveltaminen nosturien sijoittelun optimointiin sekä tekoälypohjaisten järjestelmien hyödyntäminen nostureiden turvallisuusratkaisuissa. Tulokset osoittavat, että geoinformatiikan ja tekoälyn yhdistäminen parantaa nostosuunnittelun tarkkuutta ja vähentää inhimillisten virheiden riskiä. Esimerkiksi GIS:n ja BIM:n integraatio mahdollistaa reaaliaikaisen työmaan mallinnuksen ja nosturien paikkojen optimoinnin, kun taas tekoälyalgoritmit tukevat ennakoivaa päätöksentekoa ja riskienhallintaa. Haasteina tunnistettiin tietojärjestelmien yhteensopivuus ja teknologian käyttöönoton kustannukset. Johtopäätöksenä todetaan, että geoinformatiikka ja tekoäly tarjoavat merkittäviä mahdollisuuksia parantaa nostotöiden suunnittelua ja toteutusta. Tulevaisuudessa teknologioiden kehitys ja laajempi käyttöönotto voivat mullistaa rakennusalan toimintatapoja, tehden nostotöistä entistä turvallisempia ja tehokkaampia.
  • Jätehuollon järjestäminen rakennusaikaisessa laivassa
    (2024-11-29) Erkkilä, Valtteri
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Vihreä siirtymä on yksi nykyajan tärkeimmistä teemoista, ja sen vaikutukset ulottuvat kaik-kiin yhteiskunnan osa-alueisiin, mukaan lukien laivanrakennusteollisuus. EU:n vihreän siir-tymän tavoitteet sekä geopoliittiset muutokset, kuten vuonna 2022 alkanut Venäjän–Ukrainan sota ja suurvaltojen protektionismin lisääntyminen, ovat korostaneet Euroopan te-lakkateollisuuden merkitystä. Suomen laivanrakennuksen on sopeuduttava näihin haasteisiin ja noudatettava EU:n vaatimuksia sekä ympäristö- että talousvastuiden osalta. Tässä työssä tutkittiin laivanrakennuksen jätehuollon nykytilaa ja tulevaisuuden kehitys-mahdollisuuksia. Aineisto koostui alan kirjallisuudesta, aiemmasta tutkimustiedosta sekä Helsingin telakalla suoritetuista henkilöhaastatteluista. Työ toteutettiin laajana kirjallisuuskat-sauksena, joka painottui Suomen telakkateollisuuden erityispiirteisiin. Työssä tunnistettiin keskeisiä haasteita ja mahdollisuuksia, jotka liittyvät laivanrakennuksen jätehuollon tehostamiseen. Esille nousi kuusi laajan jatkotutkimuksen arvoista tutkimusky-symystä, jotka liittyvät muun muassa jätteen synnyn minimointiin, kierrätyksen mahdolli-suuksiin ja kustannusten optimointiin. Lisäksi havaittiin, että yhteistyö alihankkijoiden ja muiden sidosryhmien kanssa on olennainen osa jätehuollon kehittämistä. Tulokset osoittavat, että laivanrakennuksen jätehuollolla on merkittävä rooli alan siirtymi-sessä kohti kestävämpiä toimintamalleja. Helsingin telakan ja Suomen laivanrakennusteolli-suuden näkökulmasta työ tarjoaa perustan uusille tutkimushankkeille, jotka voivat auttaa ke-hittämään alaa taloudellisempaan ja ympäristöystävällisempään suuntaan. Työ tukee EU:n ESG-vaatimuksia ja auttaa telakoita vastaamaan tuleviin haasteisiin.
  • Suomen metsien ja maaperän hiilensitomispotentiaali: lähde vai nielu
    (2024-11-29) Saarentausta, Kaapo
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tutkimuksessa tarkastellaan Suomen metsien ja maaperän nykyistä hiilensitomiskykyä sekä niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat siihen, ovatko nämä ekosysteemit nettona hiilinieluja vai -lähteitä. Työssä analysoidaan hiilen kierron prosesseja ja mekanismeja sekä arvioidaan, miten eri maankäyttökäytännöt ja metsänhoitotavat vaikuttavat hiilensidontaan. Erityisesti tarkastellaan maankäytön muutosten, kuten hakkuukäytäntöjen, ojituksen ja maanmuokkauksen, vaikutuksia ekosysteemien hiilitaseeseen. Lisäksi tuodaan esille metsien ja maaperän yhteinen merkitys Suomen hiilitaseen hallinnassa sekä arvioidaan tulevaisuuden mahdollisuuksia hiilensidontapotentiaalin parantamiseen. Tulokset osoittavat, että metsien ja maaperän kyky sitoa hiiltä on riippuvainen monista tekijöistä, kuten metsänhoidon käytännöistä, puuston ikärakenteesta ja maaperän ominaisuuksista. Suomen metsät toimivat pääsääntöisesti hiilinieluina, mutta maankäytön muutokset voivat heikentää tätä roolia ja kestämättömien käytäntöjen vuoksi ekosysteemit voivat muuttua hiilen lähteiksi. Tulevaisuuden hiilensidontapotentiaalin säilyttämiseksi ja parantamiseksi tarvitaan muun muassa ennallistamistoimia, jatkuvapeitteisen metsänkasvatuksen suosimista sekä kestävämpiä metsänhoitokäytäntöjä.
  • Automaattisesti yleistettyjen pienen mittakaavan maastokarttojen laadunarviointi
    (2024-11-28) Koskinen, Eemil
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Maantieteellisiä ilmiöitä ei voida esittää kartalla täydellisesti jokaisen yksityiskohdan tarkkuudella, vaan karttaa joudutaan aina yleistämään. Karttoja tuotettaessa yleistystarve voi johtua mittakaavan pienentämisestä tai kartan uudesta käyttötarkoituksesta. Tässä työssä perehdytään yleistyksen kartografiseen laatuun sekä sen arviointiin pienimittakaavaisten maastokarttojen kontekstissa. Kartografisen kirjallisuuden ja paikkatietostandardien pohjalta saatiin muodostettua jäsennelty listaus yleistyksen laatutekijöitä kartografisen laadunarvioinnin pohjaksi. Laatutekijöiksi määritettiin muun muassa vaatimukset topologisen eheyden säilymisestä, sopivasta informaatiotiheydestä sekä mittakaavatasojen välisestä johdonmukaisuudesta. Myös käyttäjätarpeiden mukaisuus ja ajallinen tarkkuus muodostavat omat yleistyksen laatutekijänsä. Laatutekijöitä sovellettiin Ruotsin maanmittauslaitoksen 1:100 000-mittakaavaiseen maastokarttaan, joka tuotetaan lähes täysin automatisoidulla yleistysprosessilla. Laadunarvioinnissa käytettiin visuaalisia menetelmiä, mutta myös tuotekuvaukseen ja mitattavuuteen perustuvaa arviointia. Karttatuotteesta löydettiin laatupuutteita, mutta kokonaislaatu käyttötarkoituksiin suhteutettuna arvioitiin riittävän hyväksi. Työn tulokset antavat hyödyllistä laatutietoa automaattisten yleistysprosessien kehitykseen.
  • Maakuntalentojen lakkauttamisen ja junayhteyksin korvaamisen taloudelliset ja ympäristölliset vaikutukset
    (2024-11-29) Taskinen, Juuso
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Lentoliikenne vastaa 2,5 % maailman hiilidioksidiekvivalenttipäästöistä ja 3,5 % efektiivisistä päästöistä. Akkuteknologia mahdollistaa tällä hetkellä vain pienten lentokoneiden operointia. Sustainable Aviation Fuel on sertifioitu käytettäväksi korkeintaan 50 % konsentraationa tavallisen kerosiinin kanssa. Lisäksi lentokoneiden valmistajilla on suuri taloudellinen kannustin tuottaa mahdollisimman polttoainetehokkaita lentokoneita, sillä kerosiinin hinta on ollut korkea. Täten kestävyyden kannalta seuraava vaihtoehto on leikata turhia, taloudellisesti epäkannattavia lentoreittejä. Suomen hallitus ja kaupungit ovat päättäneet tukea maakuntalentoja 37,2 milj. € edestä vuosina 2024–2026. Kaikkiin maakuntalentojen kohteisiin Maarianhaminaa lukuun ottamatta on olemassa suora junayhteys Helsinkiin. Täten voidaan verrata muiden maakuntalentojen kannattavuutta vastaaviin junayhteyksiin. Työssä tutkitaan maakuntalentojen ja kahden muun kotimaan lentoreittejä kustannus- ja päästötehokkuuden kannalta ja verrataan vastaavan junaoperoinnin kustannuksiin ja päästöihin. Työssä lasketaan aluksi junavuorojen ja lentojen määrä ja kapasiteetti. Tämän jälkeen työssä lasketaan kustannukset ja päästöt molemmille kulkumuodoille. Lisäksi lasketaan matkustusaika keskustasta keskustaan ja maakuntakaupungista Helsinki-Vantaalle mahdollista tulevaisuuden Finnairin ja VR:n välistä yhteistyötä varten. Lopuksi työssä vertaillaan saatuja lukemia ja ehdotetaan vaihtoehtoratkaisuja maakuntalentojen operointia varten. Työssä käy ilmi, että lentojen kapasiteetin voi pienellä kalustomäärällä korvata joko junien lisävuoroilla tai laajentamalla olemassa olevien IC-junavuorojen vaunumäärää. Päästölaskelmat kertovat selkeästi, että junamatkustaminen on joillain reiteillä jopa satoja kertoja lentämistä päästötehokkaampaa. Kustannuslaskelmat osoittavat, että junaoperointi on lentämistä jokseenkin kustannustehokkaampaa, lentojen täyttöaste huomioiden. Matkustusaika keskustasta keskustaan on kaikilla reiteillä lähestulkoon sama Kajaanin ja Kemin lentoja lukuun ottamatta. Täten junaoperointia on edes harkittava vaihtoehtona matkustajalennoille päätöksenteossa. Tulevaisuudessa Finnairin ja VR:n yhteistyö pystyisi saattamaan maakuntalennot sopusuhtaiseen päätökseen.
  • Erilaiset ennustusmenetelmät tuotekehityksessä
    (2024-11-29) Seppälä, Sakari
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus, jossa tutkitaan millaisia eri ennustusmenetelmiä tuotekehityksessä käytetään. Käytetty aineisto on kirjallisuutta niin tuotekehityksestä sekä ennustamisesta. Työ käsittelee, miten tuotekehityksessä voidaan hyödyntää ennustamista sekä mitä erilaisia ennustusmenetelmiä voidaan käyttää. Lisäksi eri ennustusmenetelmien käyttötarkoitusta arvioidaan. Työn tavoite on saada kattava käsitys erilaisista ennustusmenetelmistä ja niiden hyödyntämisestä tuotekehityksessä. Tavoitteena on myös löytää, onko muilla aloilla ennustusmenetelmiä, joita voidaan käyttää tuotekehityksessä. Tuotekehityksen tavoite on luoda onnistunut tuote. Onnistunut tuote vastaa ajanmukaisia tarpeita, ja nämä tarpeet saadaan tietoon ennustamalla. Hyvin onnistunut tuotekehitys auttaa tuotteen menestymiseen. Hyödyntämällä eri ennustusmenetelmiä eri tilanteissa tuotekehitys onnistuu myös monimutkaisemmissa tilanteissa.
  • Galileo High Accuracy Service: A Comparative Study of High Accuracy Positioning Methods
    (2024-12-17) Tarik, Mariam
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Global navigation satellite systems (GNSS) play a critical role in modern navigation and positioning. Many applications, such as construction and agriculture, require increasingly precise positioning. The Galileo High Accuracy Service (HAS) is a new service offering free correction data to enable high-precision positioning. As a free and novel service, HAS provides significant advantages, making it essential to evaluate its performance and compare it to other high-accuracy positioning methods. This bachelor’s thesis examines the performance of HAS by comparing it to other high-accuracy satellite positioning methods, such as Differential GNSS (DGNSS) and Satellite-based Augmentation Systems (SBAS). The thesis also analyses the potential of HAS corrections in Precise Point Positioning (PPP) and their application to sta Point Positioning (SPP). The study is based on two test datasets. The first dataset was collected in a 48-hour static measurement with an antenna placed on the roof of Septentrio’s office building in Leuven, Belgium. This test provided an unobstructed view of the sky, allowing for the evaluation of HAS corrections under ideal conditions. The second test was conducted at ground level near Septentrio’s Finnish office, where a building obstructed the southern sky. This setup created more challenging conditions with partial satellite visibility. Open-source software libraries, RTKLIB and HASLIB, as well as Septentrio’s proprietary post-processing software, were used for the analysis. The aim of the study is to assess the suitability of Galileo HAS for high-precision positioning, explore its potential applications, and compare the results to prior research. The results show that HAS-corrected SPP offers significantly better accuracy than SBAS and, in some cases, achieves performance comparable to DGNSS. For PPP, HAS demonstrated faster convergence times and better performance compared to traditional PPP without HAS corrections. Additionally, HAS proved more reliable than SBAS in situations where the southern sky was obstructed, such as in urban environments. Under these conditions, SBAS signals were entirely unavailable, while HAS continued to operate normally.
  • Kalenterianomaliat listatuissa kiinteistösijoitusinstrumenteissa
    (2024-12-10) Pietilä, Johannes
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatintyössä käsitellään kalenterianomalioita sekä niiden esiintymistä listatuissa kiinteistösijoitusinstrumenteissa. Tavoitteena on tutkia mitä kalenterianomaliat ovat ja minkälaisia ominaisuuksia niillä on. Tutkitut kalenterianomaliat ovat viikonpäiväilmiö, kuunvaihdeilmiö, tammikuuilmiö, lomailmiö ja puolivuosi-ilmiö. Työn tavoitteena on myös tutkia esiintyvätkö kalenterianomaliat listatuissa kiinteistösijoitusinstrumenteissa. Lisäksi työssä tarkastellaan kalenterianomalioiden tilastollista ja taloudellista merkittävyyttä. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Aiheeseen liittyvää tutkimuskirjallisuutta on olemassa kattava määrä. Työssä esitellään, kootaan ja tarkastellaan tutkimuksien tuloksia ja tehdään niiden perusteella johtopäätöksiä. Työ osoittaa, että kalenterianomaliat esiintyvät edelleen monilla markkinoilla, mutta niiden merkittävyys on muuttunut ajan myötä. Lisäksi kalenterianomalioiden esiintymisessä on suuria alueellisia eroja. Työ osoittaa myös, että kalenterianomaliat esiintyvät listatuissa kiinteistösijoitusinstrumenteissa. Kalenterianomalioiden vaikutus on kuitenkin heikentynyt markkinoiden tehostuessa, eikä niiden avulla ole mahdollista saavuttaa tavanomaista korkeampia tuottoja.
  • Lämpöputken suorituskyky lämmönsiirrossa
    (2024-11-29) Juutinen, Taneli
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Lämpöputket ovat erittäin tehokkaita passiivisia lämmönsiirtojärjestelmiä, joita käytetään laajasti esimerkiksi elektroniikan jäähdytyksessä, aurinkoenergian hyödyntämisessä ja avaruusteknologiassa. Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan lämpöputkien toimintaperiaatteita, erityyppisiä lämpöputkia ja niiden suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi analysoidaan, miten erilaiset materiaalit ja työaineet vaikuttavat lämpöputkien toimintaan ja käyttökohteisiin sekä millaisia rajoituksia niihin liittyy. Työssä havaittiin, että lämpöputkien suorituskyky koostuu monen tekijän yhteisvaikutuksesta. Kapillaarirakenteen optimointi ja materiaalien valinta ovat keskeisiä tekijöitä, joilla voidaan parantaa lämmönsiirtokykyä ja mahdollistaa lämpöputkien toimivuus erilaisissa ympäristöissä. Lisäksi nanofluidien on todettu parantavan lämpöputkien tehokkuutta huomattavasti. Tutkimuksen perusteella lämpöputkilla on merkittävä potentiaali parantaa energiatehokkuutta ja vähentää ympäristövaikutuksia monilla sovellusalueilla. Tulevaisuudessa lämpöputkien kehityksessä korostuvat uusien materiaalien ja nanofluidien tutkimus, työaineiden innovointi ja kehittyneiden simulaatiotyökalujen hyödyntäminen, mikä mahdollistaa entistä parempia ja monipuolisempia teknologiaratkaisuja.
  • Kaavoituksen mahdollisuudet ilmastotyössä ilmastovaikutusten arvioinnin näkökulmasta
    (2024-12-06) Stocchetti, Alicia
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Kaavoitus on keskeinen ilmastotyön instrumentti, joka ei nykytilassaan vastaa kiireelliseen päästöjen vähentämisen tarpeeseen. Ongelmaa lähestytään tässä työssä ilmastovaikutusten arvioinnin näkökulmasta, joka voidaan nykyisessä suunnittelujärjestelmässä mieltää osaksi kaavan vaikutusten arviointeihin ja selvitykseen perustuvaa suunnittelua. Pohdinta perustuu omaan analyysiin kirjallisuuteen nojaten ja viranomaistahojen aineistoihin peilaten. Nykytila on jokseenkin vanhanaikainen ja tehoton päästöjen vähentämiseksi, sillä se ei luo edellytyksiä systeemiselle päästöjen vähentämiselle. Osaltaan systeemistä ja kokonaisvaltaista ilmastotyötä hämärtää se, mikä kaavoituksen merkitys päästöjen vähentämisessä ja ohjauksessa tulisi olla. Näkemyksiä sovitteleva instrumentti haastaa ilmastovaikutusten kokonaisvaltaista huomioimista, kun ilmastotavoitteilla ei ole selkeitä lainsäädännön turvaamia reunoja. Ilmastonäkökulman epäselvyys lainsäädännössä ei tarkennu kuntien kaavoituksessa, jossa resurssit koetaan rajallisiksi. Vaikka tahtotilaa löytyisi, tulisi ilmastolähtöisen ja päästöjen vähentämiseen tähtäävän suunnittelun olla osana kaavoituksen rakennetta ja kokonaisuuden tarkastelua. Ilman selkeitä linjauksia on ilmastotyö haastavaa monestakin syystä. Vaikutusten arviointi hankaloituu, jolloin myös tarvittavat toimet ja suunnitteluratkaisujen mahdollisuudet hämärtyvät. Sivutuotteena voi syntyä suunnittelua, jossa pyritään näennäisesti ilmastotavoitteisiin, mutta tarkoituksenmukaisen suunnittelun ja ohjauksen puuttuessa jäävät päästövähennykset saavuttamatta. Päästöjen syntyminen on seurausta rakenteellisista tekijöistä, ja siksi suoraviivaisten tavoitteiden kohdalla tulisi olla varovaisia. Riskit vähentyvät ja toisaalta vaikuttavuus kasvaa mitä paremmin ilmastotoimia osataan tarkentaa ja kohdentaa. Se vaatii järjestelmän muutosta, jossa suunnittelutyötä ohjaa selkeämpi ja tavoitteellisempi sääntely.
  • Ydinenergian ja uusiutuvan energian yhdistäminen tulevaisuuden energiajärjestelmissä
    (2024-11-29) Käkelä, Matias
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatintyössä analysoidaan sähkön tuotantoa ja varastointia Suomen sähköjärjestelmässä keskittyen erityisesti lämpövarastojen potentiaaliin ja eri tuotantoteknologioiden kustannustehokkuuteen. Työn tavoitteena on arvioida, onko lämpövarasto taloudellisesti kannattava sähkön varastointimuoto, sekä määrittää, minkä kokoisia energiavarastoja Suomen sähköjärjestelmä optimitilanteessa tarvitsee. Lisäksi tarkastellaan tuotantoteknologioiden investointikustannusten vaikutuksia ja raja-arvoja, joissa kyseiset teknologiat muuttuvat taloudellisesti kannattaviksi tai kannattamattomiksi. Mallinnus toteutettiin Python-ohjelmointikielellä käyttäen lineaarista optimointia. Tulokset osoittavat, että lämpövarastot voivat olla merkittävä osa kustannustehokasta ja vähäpäästöistä sähköjärjestelmää. Tuloksissa korostui myös perusvoiman, tämän tutkielman yhteydessä ydinvoiman, merkitys sähköntuotannossa sen tasaisen tuotannon ansiosta, kun taas tuuli- ja aurinkovoiman rooli riippuu merkittävästi varastointiteknologioiden ja investointikustannusten kehityksestä.
  • Möjligheter att ersätta fossila trafikbränslen med ammoniak
    (2024-12-06) Smeds, Emil
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Den globala klimatkrisen kräver omställning från fossila bränslen till hållbara alternativ, bland annat inom transportsektorn. Detta arbete undersöker ammoniaks potential som ersättning för fossila trafikbränslen, med särskilt fokus på sjöfarten. Syftet är att analysera ammoniaks egenskaper, utmaningar och möjliga lösningar för att möjliggöra dess användning som bränsle. Ammoniak är ett kolfritt bränsle med väletablerad produktions- och distributionsinfrastruktur. Dess egenskaper, som hög vätehalt och enkel lagring, gör det till ett intressant alternativ. Däremot innebär dess låga energiinnehåll och bildandet av kväveoxider vid förbränning betydande utmaningar. Produktionen av ammoniak kräver stora mängder energi, och dagens metoder är ofta kopplade till höga utsläpp av växthusgaser. För att minska NOx-utsläpp krävs avancerade avgasreningssystem. Utveckling av grön ammoniak, producerad med förnybar energi, är en viktig lösning för att minska klimatpåverkan från ammoniakproduktionen. Samtidigt krävs tekniska förbättringar av motorer för att hantera ammoniaks låga flamhastighet och höga självantändningstemperatur. Resultaten visar att ammoniak kan spela en central roll i omställningen till hållbara transportlösningar, särskilt inom sjöfarten. För att realisera dess potential krävs fortsatta investeringar i forskning och tekniska lösningar, samt ekonomiska incitament för att underlätta övergången.
  • Valosaaste
    (2024-11-28) Rissanen, Essi
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatin työssä tutkitaan kirjallisuustutkimuksen avulla valosaasteen mahdollisia vaikutuksiin kaupunkiympäristössä altistuviin eliöihin. Erityisesti on huomioitu keinovalon aiheuttamia seurauksia ihmisiin, kasveihin, lintuihin ja hyönteisiin. Tuloksissa tutkitaan erityisesti Jyväskylän ja Helsingin kaupungin ulkovalaistusohjeita ja sitä, ottaako kaupungit kantaa ohjeissaan kokonaisiin ekosysteemeihin, ja miten valosaasteeseen reagoidaan. Tässä tutkimuksessa saatiin näyttöä siitä, että valosaaste vaikuttaa monitahoisesti kaikkiin eliöryhmiin, suurimmalta osin haitallisesti. Liiallisen keinovalon seurauksena sirkadiaaninen rytmi kärsii, mistä seuraa häiriöitä uni- ja ruokarytmissä, joiden seurauksena keskittymiskyky heikkenee. Keinovalolla on havaittu myös olevan yhteys erityisesti naisten rintasyöpiin. Erityisesti muuttolintujen muuttaminen ja lisääntyminen häiriintyy valosaasteen takia. Hyönteisistä kokonaisia populaatioita saattaa kuolla yhden yön aikana niiden erehtyessä valon lähteestä ja turvallisesta lisääntymispaikasta. Osan kasvillisuuden on havaittu reagoivan keinovaloon siten, että keväisin puut luovat silmuja muita ennen. Tuloksissa huomattiin, että kumpikaan kaupungeista ei mainitse erikseen erityisiä toimia, joiden tarkoituksena on nimenomaa suojella luontoa, tai mahdollistaa kaupunkiympäristössä asuvilla ihmisille paremmat yöunet. Häiriövalolta pyritään välttymään, mutta annetaan ymmärtää, että tällä tarkoitetaan häikäistymisen välttämistä liikenteessä tai vapaa-ajan liikuntakohteissa.
  • Täydennysrakentamisen vaikutukset kehitettävän alueen asukkaisiin
    (2024-12-13) Hiitola, Santeri
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Tässä kandidaatintyössä on kirjallisuuskatsauksen keinoin selvitetty, millaisia vaikutuksia täydennysrakentamisella on kehitettävän alueen asukkaisiin. Aihe on yhteiskunnallisesti tärkeä johtuen täydennysrakentamisen roolista suomalaisten kaupunkien kestävän kehityksen työkaluna. Työssä havaittiin, että vaikutukset vaihtelevat suuresti riippuen alueen ja täydennysrakentamisen luonteesta. Sama täydennysrakennushanke vaikuttaa usein osaan ihmisistä positiivisesti, ja osaan negatiivisesti. Vaikutuksia on usein yksinkertaisinta tarkastella taloudellisesta lähtökohdasta, mutta taloudelliset vaikutukset, kuten vuokratason muutokset aiheuttavat myös sosiaalisia seurauksia. Harkitulla suunnittelulla ja toteutuksella voidaan vähentää negatiivisia ja kasvattaa positiivisia vaikutuksia. Osallistamalla hankealueen asukkaita suunnittelun aikana voidaan edesauttaa hyvän lopputuloksen syntymistä.
  • Design Products for Disassembly and Their Lifecycle
    (2024-11-29) Veikkola, Matias
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    This thesis explores the concept of Design for Disassembly (DfD) as a means to enhance product sustainability, focusing primarily on the furniture industry. The aim is to assess how DfD principles can be implemented to improve the disassembly, repair, and recyclability of products, ultimately supporting a circular economy. The study is based on both a literature review and a practical disassembly experiment conducted on an office chair, with the objective of identifying barriers and opportunities for applying DfD principles. The literature review outlines key principles such as modularity, standardization, and material separation, and identifies challenges like the use of adhesives, non-detachable connections, and complex material combinations. The experiment reveals practical issues such as inaccessible fasteners and the limitations posed by adhesives in furniture products. Based on the findings, redesign guidelines are proposed, including standardizing fasteners, minimizing the use of adhesives, and promoting modularity. These guidelines offer recommendations to enhance the sustainability and lifecycle of furniture products. The study concludes that DfD can significantly reduce environmental impact by improving product disassembly, repairability, and material recovery, although challenges related to economic feasibility and industry adoption remain. Further research is recommended to assess the economic viability of DfD at a larger scale and to encourage industry-wide adoption through policy support and innovation.
  • Potkurin lavan mitoittaminen jääkuormien kannalta
    (2024-11-29) Juhola, Paavo
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Arktinen alue on yksi maailman vaativimmista ympäristöistä ilmasto-olosuhteiden kannalta, jossa esiintyy merijäätä ympäri vuoden ja sen laajuus ja paksuus vaihtelevat vuodenaikojen mukaan. Talvella merijää ja liikkuvat jäälohkareet vaikeuttavat merenkulkua ja voivat vaurioittaa erityisesti alusten potkureita, mikä tekee alusten turvallisuuden ja toimintakyvyn ylläpitämisestä haasteellista. Nämä jääolosuhteet vaikuttavat myös Itämereen, joka on Suomelle elintärkeä merialue, sillä yli 90 prosenttia Suomen ulkomaankaupasta tapahtuu meriteitse Itämeren kautta. Sen lisäksi vaihtelevat jääolosuhteet heikentävät alusten navigointikykyä ja voivat vahingoittaa niiden rakenteita, mikä korostaa talvimerenkulun turvallisuusvaatimusten merkitystä. Näiden haasteiden vuoksi luokituslaitosten yhdentymä International Association of Classification Societies (IACS) on laatinut jääsääntöjä alusten jäävahvistusta varten. Luokituslaitosten tehtävänä on varmistaa, että alukset täyttävät tietyt tekniset ja turvallisuuskriteerit merialueiden navigointiin liittyen. Nämä jääsäännöt määrittävät rakenteellisia vaatimuksia alusten eri osille, kuten potkureille, joiden tulee kestää jäästä aiheutuvat kuormat. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on toimia kirjallisuustutkimuksena potkurin lavan mitoittamiseen jääsääntöjen perusteella huomioiden lapaan kohdistuvat jääkuormat. Työssä tarkastellaan erityisesti IACS:n asettamia jääsääntöjä, miten ne ohjaavat potkurin lavan mitoitusprosessia jääolosuhteissa. Aluksi työssä käsitellään arktista aluetta ja jääolosuhteiden vaikutusta talvimerenkulkuun. Tämän jälkeen tarkastellaan jään ominaisuuksia ja niiden vaikutusta alusten potkurien kestävyyteen. Lisäksi työssä perehdytään luokituslaitosten asettamisiin jääsääntöihin potkurin lavan mitoitusprosessin näkökulmasta. Lopuksi pohditaan jääsääntöjen ja jääkuormien välistä vastaavuutta sekä potkurin lavan jääsääntöjen kehittymistä tulevaisuuden jääolosuhteiden kannalta.
  • Digital twins for nuclear power plants
    (2024-12-13) Kierros, Arttu
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Teollisuuden voima Oyj is planning to extend the service life of the nuclear power plant units, Olkiluoto 1 and 2, by an additional 25 years. The extension of service life requires the modernization of the structural monitoring system of the containment building. The vision is to retrofit the units with sensors and create a digital twin on both of the units. The first goal of this thesis is to map out what a digital twin is. This thesis will also investigate the current state and applications of digital twins in nuclear power plant environments. Thesis will focus primarily on sources from three regions: the United States, Europe, and Sweden. Thesis will also discuss the reality and what challenges could be expected in creating such systems. This literature review uses sources on digital twins from the last ten years, to establish a foundation for what digital twins are and clear up distinctions between similar concepts. Digital twins are used in a multitude of different fields, but the focus of this thesis lies in construction and building, but also implementations of nuclear power plants. Digital twins are a growing topic on many fields, and the possibilities in the future are vast. This thesis concludes that digital twins can already be used to monitor the health of structures of many different kinds. In an nuclear power plant environment there are still some regulatory and technical challenges to overcome.
  • 3D printed aluminium plasticity model
    (2024-12-07) Karv, Axel
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    LPBF (Laser Powder Bed Fusion) is a relatively new additive manufacturing (AM) technique. This study treats properties of AM aluminium, a material that have a lot of potential of making parts lighter while keeping the same strength. Parts with these properties have lots of use cases in competitive racing, aerospace industry, and research and development. However, there are currently many fitted models for AM aluminium (AlSi10Mg), but not a model that takes the anisotropic deformation into account, this is needed to predict fractures. A plasticity model is needed to know where material can be removed to create a more material effective part. This thesis will be fitting the evolving non-associated Hill48 (enHill48) plasticity model from experimental data for the AM aluminium (AlSi10Mg). The goal of the thesis is to create a clear and easy to understand explanation on how the plasticity model were fitted and how the simulations were run. To start with tensile testing experiments were done with different shapes and thicknesses of test pieces. While tensile experiment was in progress, a digital image correlation (DIC) was made. Using the tensile testing experimental data with the help of digital image correlation can be made into a true stress and effective plastic strain. A materials property file is fitted based on this experimental data; the material properties describe how the material behaves during loading. To validate the plasticity model, I started by creating CAD-models and meshes for the same geometries and thickness as the experimental parts. Then I made many iterations of the model, and many made fit improvements after each run. It could be seen from the first results that the material pro erties underestimated the experiment. The under estimation mainly started after the yield point and became bigger towards the end. This was an optimization process of creating a new fit to better match with the experimental data. The simulation was run with Abaqus explicit which is a known program in the industry. It is concluded that the enHill48 model can be applied in prediction of plasticity behaviour of anisotropic material and that it describes the force displacement relations well. The fitment of the plasticity model has been validated, and the next step in the research of AM aluminium would be to investigate fracture mechanisms.
  • Rakentaminen ja kiertotalous
    (2024-12-08) Stranden, Eeli
     Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
    Työssä tutkittiin rakentamisen kiertotaloutta eli mistä kiertotaloudessa on kysymys ja minkälaisia periaatteita siihen liittyy rakentamisessa. Lisäksi tutkittiin kiertotalouteen ohjaavia ja kannustavia politiikkatoimia sekä kiertotalouden yhteiskunnallisia vaikutuksia rakennusalan näkökulmasta. Tutkielma toteutettiin kirjallisuuskatsauksena. Kiertotalous rakennusalalla on vasta lähtemässä käyntiin, eikä tämän takia esimerkiksi tutkimustietoa ole kovinkaan laajasti saatavilla. Yritykset ovat hiljalleen omaksumassa kiertotalouden mukaisen toimintamallin, jossa rakennusten käyttöikä maksimoidaan, jotta niihin sitoutunut arvo pysyy mahdollisimman pitkään kierrossa. Toinen keskeinen osa rakentamisen kiertotaloutta on rakennus ja purkumateriaalien kierrättäminen korkealla hyödyntämisprosentilla, ettei ylimääräistä jätettä synny ja materiaalit saadaan hyödynnettyä joko sellaisenaan tai uusien materiaalien raaka-aineina. Edellisten kiertotalousperiaatteiden vauhdittamisessa keskeisessä roolissa ovat poliittiset toimet. Suomen valtio vauhdittaa kiertotaloutta muun muassa lainsäädännöllä, josta esimerkkeinä ovat uuteen rakentamislakiin tehdyt kiertotalousmyönteiset kirjaukset, erilaisilla ohjelmilla, kuten green deal -sitoumus sekä painottamalla kiertotaloutta julkisissa hankinnoissa. Valitettavasti vielä on paljon tehtävää rakentamisen kiertotalouden edistämiseksi, sillä esimerkiksi Euroopan tasolta tuleva lainsäädäntö estää nykyisellään purkumateriaalien hyödyntämisen suurelta osin. Kiertotaloudella rakennusalalla voidaan saavuttaa merkittäviä ympäristöhyötyjä, luoda uusia työpaikkoja sekä parantaa kansantaloutta uusien markkinoiden ja liiketoimintojen kautta.