Limit mechanisms for ice loads: FEM-DEM and simplified load models

This work summarizes our recent findings on mechanisms and limits for the ice loads on wide inclined Arctic marine structures, like drilling platforms or harbour structures. The fresults presented are based on hundreds of two-dimensional combined finite-discrete element method (FEM-DEM) simulations on ice-structure interaction pro- cess. In such processes, a floating sea ice cover, driven by winds and currents, fails against a structure and fragments into a myriad of ice blocks which interact with each other and the structure. The ice load is the end result of this interaction process. Using the simu- lation data, we have studied the loading process, analysed the statistic of ice loads, and recently introduced a buckling model [1] and extended it to a simple probabilistic limit load model and algorithm [2], which predict the peak ice load values with good accuracy. These models capture and quantify the effect of two factors that limit the values of peak ice loads in FEM-DEM simulations: The buckling of force chains and local ice crush- ing in ice-to-ice contacts. The work here describes the models and demonstrates their applicability in the analysis of ice-structure interaction

Siltasopimusten toimintamallin arviointi

Selvityksessä tarkasteltiin siltasopimusten toimintamallia, prosessia ja vaikutuksia sekä määriteltiin kriteerejä aluevalinnoille. Siltasopimuksia on tehty Lounais-Suomessa, Pirkanmaalla, Kainuussa ja Pohjos-Savossa. Menetelminä käytettiin aineistoanalyysiä, asiantuntijahaastatteluita, kyselyitä, tilastollista tarkastelua ja työpajatyöskentelyä. Siltasopimuksilla on ollut paljon myönteisiä vaikutuksia, kuten yhteistyön tiivistyminen valtioneuvoston ja alueiden välillä. Hankkeista suurin osa on keskittynyt saavutettavuuteen, koulutukseen ja työvoiman saatavuuteen eli tavoitteisiin nähden oikeanlaisiin asioihin. Tilastollisesti työvoiman saatavuus on Lounais-Suomessa parantunut, työttömiä on työllistynyt odotettua enemmän ja myös rekrytointiongelmat vähentyneet. Ehdotetaan siltasopimusten tarkempaa rajaamista, alueiden ja valtion roolien sekä vastuiden selkeää määrittelyä, keskeisten tavoitteiden listausta alueittain, seurantamittareiden kehittämistä ja tarkastelua 6 kk välein. Lisäksi ehdotetaan rahoituskokonaisuuden selkeyttämistä ja korvamerkityn rahan maksamista siltasopimuskokonaisuuden toteuttamiseen ja siltasopimusmallin rakentamista siten, että se motivoi alueita kehittämiseen ja yhteistyöhön toisten alueiden kanssa. Mallia suositellaan jatkettavaksi sekä positiivisen ja negatiivisen rakennemuutoksen alueilla. Aluevalinnat suositellaan tehtäväksi työllisyyteen liittyvien tilastojen vertailulla maakunnittain, huomioiden avointen työpaikkojen määrä, kohtaanto ja rekrytointivaikeuksia kokevien yritysten määrä. Työ- ja elinkeinoministeriön yhdyshenkilö: Pirkko Jukka, puh. +358 295 048 98

Seasonal variation of mono- and sesquiterpene emission rates of Scots pine

Peer reviewe

Vallan ja vastuun uusjako ; Maakuntauudistuksen vaikutukset ELY-keskusten ja TE-toimistojen tehtäviin ja aluekehittämisjärjestelmään

Meneillään oleva maakuntauudistus yhtäältä hajauttaa ja toisaalta keskittää tehtäviä 18 maakuntaan. Nykyisten keskitettyjen tehtävien näkökulmasta uudistus on haaste ottaen huomioon tehtävien henkilöresursoinnin ja vaadittavan osaamisen. Lisäksi kokonaisnäkemys saattaa kaventua koko maan edun tavoittelusta maakuntakohtaiseen, osaoptimoivaan ajattelutapaan. Ylialueelliset ratkaisut maakuntien välillä ja kannustimet niiden synnyttämiseksi tulisi ottaa mukaan jatkovalmisteluun. Kasvupalvelujen kohdalla tavoitteena on synnyttää maahan kilpailulliset markkinat. Aidosti toimivien kilpailullisten markkinoiden rakentamiseen saattaa mennä vuosia, ja maakuntien välillä kehitys saattaa poiketa huomattavastikin toisistaan. Valmistelussa onkin varmistettava, että maakuntien väliset kehityserot eivät kasva uudistuksen seurauksena. Työllisyys-, innovaatio- ja elinkeinopolitiikassa kansallisen kokonaisnäkemyksen tulisi ajaa maakuntakohtaisen edun ohi. Valmistelussa ei ole kiinnitetty huomiota perustettavien maakuntien ja kuntien keskinäisiin suhteisiin ja toiminnan rajapintoihin. Kunnilla on jatkossakin merkittävä rooli elinvoiman vahvistamisessa ja elinkeinojen kehittämisessä, joilla on selkeä yhtymäkohta maakuntien kautta järjestettäviin kasvupalveluihin. Näin ollen kuntien rooli uudessa asetelmassa tulisi olla jatkovalmistelussa nykyistä selvemmin mukana. Aluekehittäminen (ml. kasvupalvelut) on tulevassa maakunnassa yksi kokonaisuus, joka jää soten rinnalla marginaaliasemaan. Maakuntien rajallisen itsehallinnon johdosta on pyrittävä varmistamaan aluekehittämisen asema, ettei se jää sote- ja muun palvelutuotannon vaatiman huomion jalkoihin

Työelämän mielenterveysohjelman vaikutusarviointi : Raportti joulukuu 2022

Tämä vaikutusarvioinnin raportti käsittelee Työelämän mielenterveysohjelman tuloksia. Työelämän mielenterveysohjelma toteutettiin sosiaali- ja terveysministeriön johtamana ja koordinoimana ohjelmana, joka oli osa kansallisen mielenterveysstrategian ja pääministeri Marinin hallitusohjelman toimeenpanoa. Ohjelman operatiivisesta toteutuksesta vastasivat Työterveyslaitos ja Mieli Suomen Mielenterveys ry. Ohjelma toteutettiin vuosina 2021– 2022. Työelämän mielenterveysohjelman ydintavoitteena oli muuttaa mielenterveyden tuki työelämässä yksilökeskeisestä, jo syntyneiden ongelmien ratkomisesta työkykyongelmien ennaltaehkäisyyn. Tavoitteena oli pitkällä aikavälillä ennaltaehkäistä esimerkiksi mielenterveyssyistä johtuvia sairauspoissaoloja ja eläköitymisiä sekä niistä koituvia kustannuksia. Ratkaisuiksi ohjelma toteutti työpaikkojen tueksi mielenterveyden tuen työkalupakin sekä toimintamallin työterveysyhteistyöhön mielen hyvinvointia tukevan työkulttuurin rakentamiseen. Vaikutusarvioinnissa otetaan kantaa ohjelman ja sen eri osahankkeiden onnistumiseen etenkin siitä näkökulmasta, ovatko toteutetut toimenpiteet johtaneet tavoiteltuihin vaikutuksiin. Arviointi tuottaa seurantatietoa kehityksen suunnasta ja pyrkii vastaamaan siihen, tehdäänkö kehitystyössä nykytilanteeseen ja ohjelman toimintaympäristöön nähden oikeita asioita ja oikealla tavalla haluttujen muutosten aikaansaamiseksi

Märkätilojen laadunhallinta : Laadukkaan märkätilarakentamisen prosessi

Opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Peab Oy:n kanssa. Työn taustalla on Peab Oy:n Valkeakosken tehostetun palveluasumisen työmaa, jonka märkätilojen rakentamisprosessia on työssä käytetty esimerkkinä. Tässä kohteessa käytettiin verraten uutta kylpyhuoneiden attiaelementtiä, joka vaikutti osaltaan märkätilojen rakentamiseen. Esimerkkikohteen pohjalle luotiin märkätilaprosessia kuvaava kaavio ja siihen liittyvä märkätilojen laadunhallintasuunnitelma. Opinnäytetyön tavoitteena on kuvata laadukkaan märkätilarakentamisen prosessi. Tarkoituksena on selkiyttää monivaiheista ja pitkäkestoista rakentamisprosessia. Prosessin selkiyttämisen on tarkoitus olla pohja laadukkaan lopputuloksen aikaansaamiseksi. Selkeän prosessin pohjalle on tarkoitus sijoittaa tarpeelliset laadunvarmistustoimenpiteet. Tavoitteena on varmistaa myös tuotannon laatu lopputuotteen ohella. Pääpaino työssä on rakentamisprosessin kuvaaminen siten, että se on selkeä kokonaisuus. Prosessia käsitellään osatehtävittäin ja kokonaisuus nähdään osatehtävistä koostuvana sarjana. Tähän kokonaisuuteen liitetään laadun kannalta kriittiset osavaiheet ja laadunvarmistustoimenpiteet. Lisäksi käsitellään ennakkosuunnittelun tärkeyttä koko märkätilarakentamisen aikana. Työn tuloksena syntyi märkätilojen rakentamisen prosessia kuvaava kaavio. Tässä kaaviossa märkätilojen rakentaminen on jaksoteltu eri osatehtävien mukaan. Laadun kannalta kriittisinä osavaiheina on pidetty tehtävien välisiä rajoja. Näitä rajoja on kuvattu yhdistämällä edellisen tehtävän lopputila ja seuraavan tehtävän alkutila. Kuvaajaan on yhdistetty tarvittavat laadunvarmistus toimenpiteet ja laatuvaatimukset. Johtopäätöksenä voidaan todeta märkätilarakentamisen olevan laadun kannalta haasteellinen prosessi. Yksittäisten tehtävien hallintaan ja valvontaan on olemassa hyviä työkaluja ja käytäntöjä. Kokonaisuuden suunnitteluun ja sen laadunvarmistukseen on kuitenkin vain vähän valmiita työkaluja. Prosessin kuvaaminen siihen liitettyine laadunvarmistustehtävineen auttaa hahmottamaan kokonaisuutta. Laadun kannalta olennaista on osatehtävien yhteensovittaminen ja yhtenäisen kokonaisuuden luominen. Laadunvarmistuksen täytyy kulkea käsi kädessä märkätilojen rakentamisprosessin kanssa alusta loppuun.This thesis was made in collaboration with Peab Oy. Peab’s construction site, called Valkeakosken tehostettu palveluasuminen, has been an example in building of wet rooms. Its wet room building process is taken as a template for wet room building process in general. Wet room quality control and management is linked with this building process. The goal of this thesis is to portray the building process behind high-quality wet rooms. Chart-like illustration of building process aims to clarify whole long-lasting and multiphase process. The meaning of clarification is to ensure high-quality product. The highquality end product is not the only goal of the clarification. It also ensures that the building work can be performed effectively and profitable. This thesis concentrates on illustrating the wet room building process as clear as possible. Process is concerned as series of part tasks. These part tasks are dealt with individually but mainly as part of the whole building process. This illustration of building process also includes the critical building phases and all of the quality management and control measures. The importance of preplanning is also covered in this work. The main result of this work is the chart which illustrates the wet room building process. In this chart the building process is divided in part tasks. The lines between part tasks of building are critical points of building product’s quality. These lines are illustrated by showing the end states and the start states of each part task. The building process chart also includes the quality control measures. As a conclusion it can be said that the building process of wet rooms is very challenging. There are useful and practical tools to manage individual part tasks. To preplan and to control the quality of the whole building process there are not many tools yet. The illustration of building process helps to understand the whole process. Consolidation of part tasks to one united task is essential in building of high-quality wet rooms. Quality management and quality control must be part of the building process of wet rooms throughout the process

Jään ja kaltevan rakenteen välisen vuorovaikutusprosessin mallinnus diskreettielementtimenetelmällä - Jääkuormien ja jään murtumisprosessin tilastollisia analyysejä

The Arctic is a sensitive environment and requires high standards for all operations. One of the main factors in developing safe Arctic operations is a reliable prediction of sea ice loads on structures. This thesis focuses on an ice failure process and on mechanisms and limits for the peak ice load values. The study relies on two-dimensional combined finite-discrete element method simulations of the failure process of level ice against an inclined marine structure. The complexity of the deterministic failure process forces to use statistical methods in the analysis of the output data. The used computer model is sensitive to initial conditions which allowed to create well-controlled ice load data sets. The work describes the evolution of the ice failure process by deriving the mean, the standard deviation, and the maximum loads from concurrent load outputs of different simulations within each data set. All these loads increased throughout the ice failure process, and the process did not reach a stationary stage. An extreme value analysis of the ice load data showed that ice loads could be limited by the ice crushing even if the structure has an inclined wall. Besides the failure process statistics, the work also examined peak ice loads. The Gumbel extreme value distribution fitted well on global peak load observations. The study also showed that scatter in the output data stem from the complex ice-structure interaction process itself. Due to high scatter in peak load observations, this type of analyses require large samples for observing small parameter effects which are typically caused by other parameters than the ice thickness. Despite challenges in regard to the high scatter in the process, this work presents a simple buckling model that normalized the peak load observations well. The buckling model connects the peak ice load observations to so-called force chains which have been argued to have an important role in the ice-structure interaction process.Arktisen alueen luonnonvarojen, kuten öljyn ja kaasun, teollinen hyödyntäminen lisääntyy. Kasvavaan toimintaan liittyviä riskejä voidaan pienentää esimerkiksi merirakenteisiin kohdistuvia jääkuormia tutkimalla. Uusi tutkimustieto mahdollistaa sekä taloudellisesti että teknisesti parempien rakenteiden suunnittelun. Tässä työssä tarkastellaan kaltevaa tasoa vasten tapahtuvaa jään murtumisprosessia. Rakennetta vasten tapahtuva jään murtuminen on monimutkainen ajasta riippuva prosessi, josta saataviin mittaustuloksiin liittyvä hajonta on suurta. Tutkimuksessa tarvittavat jäänmurtoprosessit luotiin kaksiulotteista numeerista diskreettielementtimenetelmään perustuvaa mallia apuna käyttäen. Murtumisprosessin monimutkaisuudesta johtuen malli on herkkä pienille alkutilan muutoksille. Tätä herkkyyttä hyödynnettiin tuottamalla suuri määrä vakioparametrisia jään murtumisprosesseja, joista tutkittiin rakenteesen kohdistuvaa vaakasuuntaista kokonaiskuormitusta. Työssä kuvataan kuormitusaikasarjoja tilastollisia menetelmiä käyttäen. Toistokokeista määritetyt keskimääräiset kuormat ja kuormien hajonta suurenivat koko jäänmurtoprosessin ajan. Prosessit eivät saavuttaneet stationaarista tilaa. Kuormitusaikasarjojen lisäksi tutkittiin rakenteeseen vaikuttavia lyhyempikestoisia maksimikuormia. Jään paksuudella havaittiin olevan selvästi muita malliparametreja suurempi vaikutus jääkuormiin. Työn keskeinen johtopäätös on, että jää-rakenne vuorovaikutusprosessin hajonta on suurelta osin seurausta monimutkaisesta jään murtumisprosessista, mistä johtuen monien malliparametrien muutosten aiheuttamia vaikutuksia ei voida luotettavasti todentaa ilman suurta näytemäärää. Toistetuista prosesseista mitattujen maksimikuormien havaittiin noudattavan melko hyvin Gumbel-ääriarvojakaumaa. Työssä kehitettiin rikkoutuneen jään nurjahdukseen perustuva malli, joka kykeni normalisoimaan ja selittämään maksimijääkuormahavainnot hyvin kuormien suuresta hajonnasta huolimatta. Nurjahdusmalli kytkee maksimikuormat niin kutsuttuihin voimaketjuihin, joilla on jo aiemmin havaittu olevan tärkeä rooli jää-rakenne vuorovaikutusprosesseissa ja jääkuormien määrittämisessä

Muovinen virtausanturi kosteisiin olosuhteisiin

Side Stream Spirometria[(tm)] on keuhkojen toiminnan seuraamiseen kehitetty mittausmenetelmä, joka perustuu potilaan hengityspiiriin asetettuun anturiin. Aikaisemmissa tutkimuksissa on havaittu, että anturin sisäpinnalle tiivistyvä vesi vääristää mittaustuloksia. Pisarat pienentävät anturin halkaisijaa, jolloin anturin mittaamat paine-erot puolestaan kasvavat. Anturit tehdään yleensä muovista, koska kappaleista halutaan edullisia ja helposti valmistettavia. Tekniset muovit ovat kuitenkin hydrofobisia, jolloin kappaleen pinta hylkii vettä ja pisaroista tulee korkeita. Tässä työssä on tutkittu erilaisia muovin pintaominaisuuksien modifiointiin soveltuvia menetelmiä, joilla vesipisaroiden kontaktikulmaa muovikappaleen kanssa voitaisiin alentaa, ja siten madaltaa tiivistyviä pisaroita. Työn teoriaosassa on aluksi tarkasteltu kliinistä mittausympäristöä ja tiivistyvän kosteuden vaikutuksia. Tämän jälkeen on käsitelty kiinteän aineen ja nesteen välisen rajapinnan ominaisuuksia, kuten pintaenergiaa ja kontaktikulmaa. Pääpaino teoreettisissa tarkasteluissa on muovipintojen erityisominaisuuksissa. Eri modifiointimenetelmien soveltuvuutta virtausanturiin tutkittiin prototyypeillä ja kontaktikulmamittauksilla. Parhaat tulokset saavutettiin pinnoitteilla ja kemiallisella pinnan hapetuksella. Osa itse kehitetyistä hydrofiilisistä pinnoitteista toimi jopa tehokkaammin kuin testatut kaupalliset pinnoitteet. Yleisesti käytössä olevien uusien plasma menetelmien vaikutus todettiin yllättävän heikoksi. Sen sijaan jo suhteellisen vanha kaliumpermanganaatin ja väkevän rikkihapon seoksella hapettamiseen perustuva tekniikka osoittautui erittäin tehokkaaksi. ESCA-mittauksissa saatiin pinnan happipitoisuudeksi jopa yli 40 m-%. Hapetuksen ansiosta saavutettu alhainen kontaktikulma säilyi myös monivaiheisen vanhennuskäsittelyn jälkeen. Laboratorio-olosuhteissa mitattu kosteudesta johtuva virtausanturin mittausvirhe oli kemiallisesti hapetetuilla testiantureilla alle 5 %, kun vastaavaksi virheeksi ei-käsitellyille antureille saatiin pahimmillaan yli 50%. Myös todellisissa kliinisissä olosuhteissa tehdyissä vertailumittauksissa havaittiin olennainen ero ei-käsiteltyjen ja kemiallisesti hapetettujen antureiden mittaustarkkuuksien välillä

Jigien suunnittelu säteilymittareiden testausradalle

Tämän opinnäytetyön tarkoitus oli suunnitella kaksi erilaista jigiä Millog Oy:n Lievestuoreen toimipaikan säteilyradalle. Millog on kunnossapitoon sekä elinjakson hallinta- ja materiaalipalveluihin erikoistunut yritys. Puolustusvoimien strategisena kumppanina Millog on vastuussa maa- ja merivoimien materiaalin kunnossapidosta sekä erikseen sovituista ilmavoimien materiaaleista. Tehtävänanto opinnäytetyölle saatiin kesällä 2017, kun Millogin säteilymittareiden testausradalla tuli tarvetta uudelle jigille, johon säteilymittarit voidaan kiinnittää testauksen ajaksi. Jigi on erikoisvalmisteinen alusta, joka paikoittaa ja kiinnittää jonkin kappaleen. Säteilymittareiden testausradalla on jo nyt käytössä jigejä, mutta ne on suunniteltu tietyille mittarimalleille. Millogille huoltoon tuleva mittariskaala laajentuu, joten on käytännöllisempää, että yritykselle rakennetaan yksi (lähes) kaikille mittareille sopiva jigi sen sijaan, että jokaiselle mittarimallille rakennettaisiin oma jiginsä. Lisäksi säteilyradalle piti suunnitella toinen jigi, jolla säteilykeilan keskipiste ja säteilymittarien hiukkasilmaisin saadaan samalle linjalle. Nykyinen menetelmä tälle on osoittaa laserosoittimella lasersäde säteilylähteen edestä siihen pisteeseen, missä säteilykeilan keskipiste tulee olemaan. Tämän jälkeen säteilymittari tuodaan lasersäteen eteen liikuttamalla testauspöytää, jossa mittarit ovat kiinni. Tapaa haluttiin muuttaa sen verran, että säteilymittarien huoltaja ei suuntaa enää laserosoittimen sädettä kädellään, vaan sen hoitaisi jigi, joka kiinnittää ja kohdistaa laserosoittimen. Laitteet suunniteltiin ja mallinnettiin 3D-mallinnusohjelma Autodesk Inventorin avulla. Säteilymittarien jigissä päädyttiin käyttämään keskittävää kiinnitysmekanismia, jossa mittarit jäävät kahden leuan väliin, jotka saavat puristusvoimansa vetojousista. Laserosoittimen jiginä toimii ruuvipuristin, jota liikutetaan putkesta ja tangosta koostuvan varren avulla. Laitteiden suunnitteluosuus on hoidettu, mutta niitä ei ole vielä rakennettu tämän opinnäytetyön julkaisuhetkellä. Laitteiden valmistuksesta ja siihen liittyvistä kustannuksista vastaa Millog Oy. Jigit on tarkoitus rakentaa vuoden 2018 aikana.The goal of this Bachelor’s thesis was to design two different jigs for radiation meter testing unit for Millog Ltd.’s Lievestuore office. Millog is a company that specializes in maintenance and life cycle management. As a strategic partner of the Finnish Defence Forces Millog is responsible for the maintenance of Army and Navy materials. The assignment for this thesis was given in the summer of 2017 when a need for a new jig emerged in Millog’s radiation meter testing unit. Jig is a custom-made tool which localizes and holds an object in place. The purpose of this jig would be to fix the radiation meters when they are being tested. In Millog’s radiation meter testing unit there are already jigs of different types but these have been designed for specific meter models. The number of different meters that Millog tests and maintains is growing so a new jig that can hold many different models in place is needed. Up to this point a separate fixture was built for each model. In addition to this, another jig needed to be designed. The purpose of this jig would be to align the center of the radiation beam and the particle detector of the meter. The current way for doing this is done by holding a laser pointer by hand and directing its beam to the point where the center of the radiation field will be. After this, the radiation meter is brought in front of the laser beam by moving the testing table on which the meters are placed. This method is to be changed so that a jig will hold the laser pointer and direct its beam instead of a maintenance worker doing the work manually. The devices were designed and modelled with the help of 3D-modeling software Autodesk Inventor. The mechanism that was used for the radiation meter jig is a self-centering fixture in which the meters are held by jaws that are pulled by extension springs. The jig which was designed for the laser pointer uses a vise that is held and moved by an arm which consists of a threaded rod and a pipe. The designing of the jigs has been completed but the devices have not been built yet. Millog Ltd. oversees the manufacturing process of the jigs and the costs associated with it. The jigs are set to be built during the year 2018