11 research outputs found
Lågenergibyggande i Dalarna mars 2012
No full textInom ramen för projektet Energi- och miljökompetenscentrum vid Högskolan Dalarna har en kortare studie av lågenergibyggande i Dalarna gjorts. Syftet med rapporten är att ge en sammanställning av det aktuella läget på området i Dalarna. Det finns idag ett flertal bygginitiativ, både privata och allmännyttiga, i Dalarna där man ansträngt sig när det gäller energihushållning. En handfull av dessa kommer nog att uppfylla passivhuskraven enligt FEBY, exakt hur många går dock inte att säga pga infomationsbrist och med tanke på osäkerheten i energiberäkningarna. En annan slutsats är att medvetenheten om lågenergibyggande på kommunal och allmännyttig nivå är i allmänhet god och att energihushållning är ett område som ges stort fokus vid den nybyggnation som sker. När det gäller det privata byggandet av villor så sker det mesta av byggandet enligt hustillverkarnas typspecifikationer. Då tak, grund och ventilationssystem oftast i princip är samma som för passivhus kan det konstateras att egentligen ganska små förändringar i konstruktion och utförande av detta byggande skulle kunna ge hus enligt FEBYs passivhuskrav eller åtminstone minienergihuskrav
Trätorn : Kan det vara något för svensk vindkraft i skogsmiljö?
No full textInom ramen för projektet Energi- och miljökompetenscentrum vid Högskolan Dalarna haren kortare förstudie kring tekniken som används av Timber Tower GmbH för högavindkrafttorn i trä gjorts. Huvudsyftet med studien har varit att titta närmare på teknikenoch dess potential för svensk landbaserad vindkraft samt utreda vad detta kan innebära förregionen.Trenden för landbaserad vindkraft i skogsmiljö går mot allt högre torn. Skogsmiljön gör attden marknära turbulensen och vindgradienten blir större än över t.ex. hav vilket gör detmer föredelaktigt att använda högre torn.Tekniken som Timber Tower GmbH använder är att bygga tornet på plats med en koniskhålstomme av plana paneler av korslimmat limträ (som annars främst används vidbyggnation av höga hus med massivträstomme). Tekniken är skyddad av ett flertalpatentansökningar varav minst en är beviljad.Vid en jämförelse mellan trätorn och svetsade ståltorn (som är den dominerandetorntekniken idag) kan det konstateras att trätornstekniken är ekonomiskt intressant.Framförallt blir trätornen mer intressanta i jämförelse med ståltornen vi ökande höjder (>100 m) pga. dess transportfördelar. Vidare bör det nämnas att de torntekniker somanvänds idag vid höjder runt 140 m och högre främst är fackverkstorn i stål ochhybridtorn med en hög bas av förspänd betong och övre delen i stål.Då ett typgodkännande av ett vindkraftverk gäller torn och turbin är det i praktiken alltidturbintillverkaren som prissätter och levererar ett komplett vindkraftverk. Medutgångspunkt i regeringens planeringsram för svensk vindkraftutbyggnad (20 TWh/årlandbaserad vindkraft 2020) kan dock marknadsvärdet för torn uppskattas till 2-3 miljarderkr/år fram till 2020. För trätorn motsvarar detta en årlig potentiell volym på ca 190 000 m3.Slutsatsen i denna korta studie är att det är tekniskt möjligt att designa ett trätorn i rimligadimensioner för en 2-3 MW turbin med navhöjd ca 140 m och att detta sannolikt även ärekonomiskt intressant. Då ett trätorn blir något lättare än motsvarande ståltorn går det åtmindre energi för att göra ett trätorn. Hur mycket mindre är dock osäkert pga. den storaspridningen i siffror för energiåtgång för stålproduktion och i praktiken blir skillnadenäven leverantörsberoende. Eftersom andelen förnyelsebar energi är betydligt större vidtillverkningen av materialet för trätornen kommer trätornet att ge en betydande sänkningpå utsläppt CO2e/kWhel jämfört med motsvarande verk med ståltorn. Ett annat argumentför trätorn är förenklade transporter jämfört med t.ex. svetsade ståltorn eller hybridtornmed prefabricerade betongelement.Om tekniken etableras kan det i förlängningen leda till en regional påverkan i form av ökatlokalt innehåll i vindkraftprojekten t.ex. genom ökade råvaruleveranser (eg. sågat ochtorkat virke), lokal produktion av korslimmat limträ eller exempelvis bildande avspecialiserade montagefirmor. Det största hindret för tekniken just nu är dessmarknadsintroduktion och acceptans samt typgodkännande tillsammans med en för svenskmarknad intressant turbinleverantör. För att få acceptans för tekniken krävs byggande ochutvärdering av minst ett verk med trätorn. En intressant storlek för marknaden är en 2-3MW turbin med navhöjd ca 140 m. Ett sådant verk skulle i så fall få det högstavindkrafttornet i Sverige och sannolikt det högsta vindkrafttornet i trä i världen. Byggandetav ett första verk med trätorn skulle sannolikt även kräva ett behov av stödfinansiering föratt täcka en projektörs ökade risk. Då flera vindkraftetableringar i regionen uppvisar godaproduktionsresultat (med Tavelberget som gott exempel) visar det att regionen ärintressant för introduktion och utvärdering av ny teknologi
Supporting structures in two particle detectors
No full textTo detect particles produced in a collision, the particles must interact in some way with the detector matter. This interaction disturbs the particles and the optimum would be to have complete vacuum in the detectors but with vacuum in the detectors there is nothing that can register the particles. Therefore the amount of material must be minimised within the detectors. The positioning of the detecting elements must often be extremely accurate. The tolerances in stability and position of the detecting elements in modern particle detectors are usually in the order of a few micro meters. These extreme requirements in stiffness and low mass of the structures often leads to well optimised light weight supporting structures. This thesis is a study of the mechanical behaviour of the supporting structures in two types of particle detectors. The first part is a study of the deformation of wheels in the TPC of the HARP project. The second part of the thesis is a static and dynamical study of the barrel support structure in the TRT that is a inner part of the large ATLAS detector which will begin to run in 2005.Validerat; 20101217 (root
Rotordynamic optimization of large turbo systems using genetic algorithms
No full textIn engineering design, nature has often been the source of inspiration. It is easy to point out solutions in nature that are optimal in some sense. One example is the roughness of the surface of a shark's skin. This is designed by nature to minimize the resistance when the shark swims in the water. Another example is the shape of an egg shell. This is an optimal load carrying structure which often is found in engineering design applications. An even more fascinating question is how nature has found these optimal solutions? The answer to this question is evolution. Instead of just analyzing and copying optimal structures invented by nature it seems reasonable to mimic the process how nature has came up with these solutions. Research on how these ideas can be interpreted and used in engineering design started in the early seventies and has now become a large field known as Evolutionary Algorithms (EAs). During the past decade these methods have emerged as potent tools for engineering design optimization. Some of these methods are especially suited for problems which involve multiple objectives such as almost all real engineering design problems. Just until recently, these methods have seldom been used in the area of rotordynamical design. This thesis deals with the question how these methods can be adapted and applied in order to improve the design and design process of large rotor-bearing system. A hypothesis for this work is that EAs are suitable to use in the late design process of these systems. The aim of this work is to evaluate this hypothesis by studying real applications found in industry. This thesis comprises an introductory part and five appended papers. The introductory part is divided into four different chapters. In the second chapter the concept of engineering design optimization is introduced. In the third chapter Genetic Algorithms (GAs) is presented. Finally, the analysis and design of rotor-bearing systems are introduced and discussed. The purpose with the introductory part is to introduce and prepare the reader to the concepts presented in the papers. The introductory part may serve as a start point for newcomers interested in these areas. The appended papers deal with different rotor-bearing system optimization problems and how these can be formulated and solved with GAs. Paper A introduces a constraint handling technique based on concepts found in multiobjective GAs. In Paper B the multiobjective optimization of a generator is presented and discussed. In Paper C and Paper D the constraint handling technique introduced in Paper A is used for two different rotor- bearing system where the actual bearing geometry parameters are used as design variables in the optimizations. In Paper E the feasibility of site balancing rewinded turbo generators is investigated by the use of a multiobjective GA.Godkänd; 2006; 20061205 (haneit)</p
Trätorn : Kan det vara något för svensk vindkraft i skogsmiljö?
No full textInom ramen för projektet Energi- och miljökompetenscentrum vid Högskolan Dalarna haren kortare förstudie kring tekniken som används av Timber Tower GmbH för högavindkrafttorn i trä gjorts. Huvudsyftet med studien har varit att titta närmare på teknikenoch dess potential för svensk landbaserad vindkraft samt utreda vad detta kan innebära förregionen.Trenden för landbaserad vindkraft i skogsmiljö går mot allt högre torn. Skogsmiljön gör attden marknära turbulensen och vindgradienten blir större än över t.ex. hav vilket gör detmer föredelaktigt att använda högre torn.Tekniken som Timber Tower GmbH använder är att bygga tornet på plats med en koniskhålstomme av plana paneler av korslimmat limträ (som annars främst används vidbyggnation av höga hus med massivträstomme). Tekniken är skyddad av ett flertalpatentansökningar varav minst en är beviljad.Vid en jämförelse mellan trätorn och svetsade ståltorn (som är den dominerandetorntekniken idag) kan det konstateras att trätornstekniken är ekonomiskt intressant.Framförallt blir trätornen mer intressanta i jämförelse med ståltornen vi ökande höjder (>100 m) pga. dess transportfördelar. Vidare bör det nämnas att de torntekniker somanvänds idag vid höjder runt 140 m och högre främst är fackverkstorn i stål ochhybridtorn med en hög bas av förspänd betong och övre delen i stål.Då ett typgodkännande av ett vindkraftverk gäller torn och turbin är det i praktiken alltidturbintillverkaren som prissätter och levererar ett komplett vindkraftverk. Medutgångspunkt i regeringens planeringsram för svensk vindkraftutbyggnad (20 TWh/årlandbaserad vindkraft 2020) kan dock marknadsvärdet för torn uppskattas till 2-3 miljarderkr/år fram till 2020. För trätorn motsvarar detta en årlig potentiell volym på ca 190 000 m3.Slutsatsen i denna korta studie är att det är tekniskt möjligt att designa ett trätorn i rimligadimensioner för en 2-3 MW turbin med navhöjd ca 140 m och att detta sannolikt även ärekonomiskt intressant. Då ett trätorn blir något lättare än motsvarande ståltorn går det åtmindre energi för att göra ett trätorn. Hur mycket mindre är dock osäkert pga. den storaspridningen i siffror för energiåtgång för stålproduktion och i praktiken blir skillnadenäven leverantörsberoende. Eftersom andelen förnyelsebar energi är betydligt större vidtillverkningen av materialet för trätornen kommer trätornet att ge en betydande sänkningpå utsläppt CO2e/kWhel jämfört med motsvarande verk med ståltorn. Ett annat argumentför trätorn är förenklade transporter jämfört med t.ex. svetsade ståltorn eller hybridtornmed prefabricerade betongelement.Om tekniken etableras kan det i förlängningen leda till en regional påverkan i form av ökatlokalt innehåll i vindkraftprojekten t.ex. genom ökade råvaruleveranser (eg. sågat ochtorkat virke), lokal produktion av korslimmat limträ eller exempelvis bildande avspecialiserade montagefirmor. Det största hindret för tekniken just nu är dessmarknadsintroduktion och acceptans samt typgodkännande tillsammans med en för svenskmarknad intressant turbinleverantör. För att få acceptans för tekniken krävs byggande ochutvärdering av minst ett verk med trätorn. En intressant storlek för marknaden är en 2-3MW turbin med navhöjd ca 140 m. Ett sådant verk skulle i så fall få det högstavindkrafttornet i Sverige och sannolikt det högsta vindkrafttornet i trä i världen. Byggandetav ett första verk med trätorn skulle sannolikt även kräva ett behov av stödfinansiering föratt täcka en projektörs ökade risk. Då flera vindkraftetableringar i regionen uppvisar godaproduktionsresultat (med Tavelberget som gott exempel) visar det att regionen ärintressant för introduktion och utvärdering av ny teknologi
Constrained Optimization based on a Multiobjective Evolutionary Algorithms
No full textAbstract- A criticism of Evolutionary Algorithms (EAs) might be the lack of efficient and robust generic methods to handle constraints. The most widespread approach for constrained search problems is to use penalty methods. EAs have received increased interest during the last decade due to the ease of handling multiple objectives. A constrained optimization problem or an unconstrained multiobjective problem may in principle be two different ways to pose the same underlying problem. In this paper an alternative approach for the constrained optimization problem is presented. The method is a variant of a multiobjective real coded Genetic Algorithm (GA) inspired by the penalty approach. It is evaluated on six different constrained single objective problems found in the literature. The results show that the proposed method performs well in terms of efficiency, and that it is robust for a majority of the test problems.
Constrained optimization of rotor-bearing systems by evolutionary algorithms
No full textIn the design of mechanical components and systems, nature has often been the source of inspiration. It is easy to point out solutions in nature that are optimal in some sense. One example is the structure of the surface of a shark's skin. This is designed by nature to minimize the resistance when the shark swims in the water. Another example is the shape of an egg shell. This is an optimal load carrying structure that often is found in engineering design applications. An even more fascinating question is how nature has found these optimal solutions? The answer to this question is evolution. Instead of just analyzing and copy optimal structures invented by nature it seems reasonable to mimic the process how nature has come up with these solutions. Research on how these ideas can be interpreted and used in engineering design started in the early seventies and has now become a large field known as Evolutionary Algorithms (EAs). During the past decade these methods have emerged as potent tools for engineering design optimization. Some of these methods are especially suited for problems that involve multiple objectives such as almost all real engineering design problems. Just until recently, these methods have seldom been used in the area of rotordynamical design. This thesis deals with the question how these methods can be adapted and applied in order to improve the design and design process of large rotor-bearing system. A hypothesis for this work is that EAs are suitable to use in the late design process of these systems. The aim of this work is to evaluate this hypothesis by studying real applications found in industry. This thesis comprises an introductory part and four appended papers. The introductory part is divided into three different sections. In the first section the concept of engineering design optimization is introduced. In the second part Genetic Algorithms (GAs) is presented. Finally, the analysis and design of rotor-bearing systems is discussed in more general terms. The purpose with the introductory part is to introduce and prepare the reader to the concepts discussed in the papers. The introductory part may serve as a survey or start point for newcomers interested in these areas. This overview is also the most important contribution of the introductory part of the thesis. The appended papers cover selected problems of constrained rotor- bearing system optimizations. In the papers A the multiobjective optimization of a generator is presented and discussed. Paper B introduces a constraint handling technique based on concepts found in multiobjective GAs. In paper C and D this techniques is used for two different rotor-bearing system optimization problems where the actual geometry parameters of the bearings are used as design variables.Godkänd; 2004; 20070127 (ysko
A Pareto-Based Genetic Algorithm Search Approach to Handle Damped Natural Frequency Constraints in Turbo Generator Rotor System Design
No full textConstrained optimization based on a multiobjective evolutionary algorithm
No full textA criticism of Evolutionary Algorithms (EAs) might be the lack of efficient and robust generic might be the lack of officient and robust generic methods to handle constraints. The most widespread approach for constrained search problems is to use penalty methods. EAs have received increased interest during the last decade due to the ease of handling multiple objectives., A constrained Optimization problem or an unconstrained multiobjective problem may in principle be two different ways to pose the same underlying I problem. In this paper an alternative approach for the constrained optimization problem is presented. The method is a variant of a multiobjective real coded Genetic Algorithm (CA) inspired by the penalty approach. It is evaluated on six different constrained single objective problems found in the literature. The results show that the proposed method performs well in terms of efficiency, and that it is rohust for a majority of the test problems.Godkänd; 2003; 20080404 (kirhon
