A simulation of aerosols over Green Sahara in Mid-Holocene period with prescribed vegetation covers

Non peer reviewe

A preliminary simulation of dust load over Green Sahara in Mid-Holocene period with prescribed vegetation covers

Non peer reviewe

Energiakylä : kylien kehittäminen kohti energiaomavaraisuutta Pohjanmaan maakunnissa : loppuraportti

fi=vertaisarvioimaton|en=nonPeerReviewed

35. Rakennuttajakoulutuksen tutkielmat

Julkaisu koostuu kahdestakymmenestä 35. rakennuttajakoulutuksen tutkielmasta: (1) Erno Aalto: Asuinkerrostalon suunnitteluratkaisujen optimointi kokonaisenergiatarkastelussa (2) Jukka Asikainen: Vaihtoehtoisten urakkamallien vertailu urakkapäätöstä varten - Case Ampumaurheilukeskus Napakymppi Oy (3) Pasi Henttonen: Urakkamuodon valinta energiatehokas palvelutalo (4) Kimma Kangas: Projektit kaaoksessa vai kaaoksen reunalla? Teoria rakennushankkeen riskienhallinnasta (5) Pekka Karjalainen: Sisäilmaongelmien huomioon ottaminen korjausrakentamisessa (6) Kari Kerminen: Lisä – ja muutostyöt - YSE 1998 (7) Harri Keskinen: Infrahankkeen toimintaohjeet tapaturma-, onnettomuus- ja kriisitilanteissa - Työturvallisuus, riskienhallinta (8) Jouni Koskela: Uudisrakentaminen peruskorjauksen vaihtoehtona taloyhtiöissä - Peruskorjaus ja täydennysrakentaminen (9) Jouni Lindberg: Espoon kaupungin opettaja-asunnot, omaisuusmassan straterinen kehittäminen ja toimenpide ehdotukset (10) Ismo Louhi: Kiinteistöinvestoinnin hankekuvaus ja rakennuttaminen. Suur-Seudun Osuuskauppa SSO (11) Saku Lukkala: Sisäilmaongelmien haltuunotto - Asiakasprojekteihin liittyvä toimintaohjeisto (12) Priit Nukka: Turvallisuuskoordinaattorin tehtävät Tampereen työväenteatterin toisen vaiheen laajennuskohteessa (13) Anja Rinta-Jaskari: Jaetun urakan ja projektinjohtourakan soveltuvuuden tarkastelu korjausrakennuskohteessa (14) Marita Rovamo: Puhtaudenhallinta rakennushankkeessa (15) Kyösti Schwartz: LEAN-ajattelun periaatteiden hyödyntäminen hankkeen projektinjohtopalvelumallissa rakennuskonsultin tehtävien osalta (16) Tapio Siirto: Katujen kuntoluokkakartat (17) Katriina Silvan: Rakennuttajan turvallisuuskoordinaattorin tehtävät käytännössä - Perustajaurakointi, asuinrakentaminen, uudisrakentaminen (18) Heikki Sopanen: Kaatron koulu rakennuttaminen - Peruskorjauksesta uudisrakennukseksi (19) Kari Visunen: Rakennuttajakonsultin suunnittelun ohjaus teollisuusprojektissa (20) Nina Väistö: Strategialähtöisen toimitila-analyysin hyödyistä kiinteistökehittämisess

EC-Earth3-AerChem : a global climate model with interactive aerosols and atmospheric chemistry participating in CMIP6

This paper documents the global climate model EC-Earth3-AerChem, one of the members of the EC-Earth3 family of models participating in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6). EC-Earth3-AerChem has interactive aerosols and atmospheric chemistry and contributes to the Aerosols and Chemistry Model Intercomparison Project (AerChemMIP). In this paper, we give an overview of the model, describe in detail how it differs from the other EC-Earth3 configurations, and outline the new features compared with the previously documented version of the model (EC-Earth 2.4). We explain how the model was tuned and spun up under preindustrial conditions and characterize the model's general performance on the basis of a selection of coupled simulations conducted for CMIP6. The net energy imbalance at the top of the atmosphere in the preindustrial control simulation is on average 0.09 Wm(-2) with a standard deviation due to interannual variability of 0.25 Wm(-2), showing no significant drift. The global surface air temperature in the simulation is on average 14.08 degrees C with an interannual standard deviation of 0.17 degrees C, exhibiting a small drift of 0.015 +/- 0.005 degrees C per century. The model's effective equilibrium climate sensitivity is estimated at 3.9 degrees C, and its transient climate response is estimated at 2.1 degrees C. The CMIP6 historical simulation displays spurious interdecadal variability in Northern Hemisphere temperatures, resulting in a large spread across ensemble members and a tendency to underestimate observed annual surface temperature anomalies from the early 20th century onwards. The observed warming of the Southern Hemisphere is well reproduced by the model. Compared with the ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) Reanalysis version 5 (ERA5), the surface air temperature climatology for 1995-2014 has an average bias of -0.86 +/- 0.05 degrees C with a standard deviation across ensemble members of 0.35 degrees C in the North-ern Hemisphere and 1.29 +/- 0.02 degrees C with a corresponding standard deviation of 0.05 degrees C in the Southern Hemisphere. The Southern Hemisphere warm bias is largely caused by errors in shortwave cloud radiative effects over the Southern Ocean, a deficiency of many climate models. Changes in the emissions of near-term climate forcers (NTCFs) have significant effects on the global climate from the second half of the 20th century onwards. For the SSP3-7.0 Shared Socioeconomic Pathway, the model gives a global warming at the end of the 21st century (2091-2100) of 4.9 degrees C above the preindustrial mean. A 0.5 degrees C stronger warming is obtained for the AerChemMIP scenario with reduced emissions of NTCFs. With concurrent reductions of future methane concentrations, the warming is projected to be reduced by 0.5 degrees C.Peer reviewe

EC-Earth3-AerChem: a global climate model with interactive aerosols and atmospheric chemistry participating in CMIP6

This paper documents the global climate model EC-Earth3-AerChem, one of the members of the EC-Earth3 family of models participating in the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6). EC-Earth3-AerChem has interactive aerosols and atmospheric chemistry and contributes to the Aerosols and Chemistry Model Intercomparison Project (AerChemMIP). In this paper, we give an overview of the model, describe in detail how it differs from the other EC-Earth3 configurations, and outline the new features compared with the previously documented version of the model (EC-Earth 2.4). We explain how the model was tuned and spun up under preindustrial conditions and characterize the model's general performance on the basis of a selection of coupled simulations conducted for CMIP6. The net energy imbalance at the top of the atmosphere in the preindustrial control simulation is on average −0.09 W m−2 with a standard deviation due to interannual variability of 0.25 W m−2, showing no significant drift. The global surface air temperature in the simulation is on average 14.08 ∘C with an interannual standard deviation of 0.17 ∘C, exhibiting a small drift of 0.015 ± 0.005 ∘C per century. The model's effective equilibrium climate sensitivity is estimated at 3.9 ∘C, and its transient climate response is estimated at 2.1 ∘C. The CMIP6 historical simulation displays spurious interdecadal variability in Northern Hemisphere temperatures, resulting in a large spread across ensemble members and a tendency to underestimate observed annual surface temperature anomalies from the early 20th century onwards. The observed warming of the Southern Hemisphere is well reproduced by the model. Compared with the ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) Reanalysis version 5 (ERA5), the surface air temperature climatology for 1995–2014 has an average bias of −0.86 ± 0.05 ∘C with a standard deviation across ensemble members of 0.35 ∘C in the Northern Hemisphere and 1.29 ± 0.02 ∘C with a corresponding standard deviation of 0.05 ∘C in the Southern Hemisphere. The Southern Hemisphere warm bias is largely caused by errors in shortwave cloud radiative effects over the Southern Ocean, a deficiency of many climate models. Changes in the emissions of near-term climate forcers (NTCFs) have significant effects on the global climate from the second half of the 20th century onwards. For the SSP3-7.0 Shared Socioeconomic Pathway, the model gives a global warming at the end of the 21st century (2091–2100) of 4.9 ∘C above the preindustrial mean. A 0.5 ∘C stronger warming is obtained for the AerChemMIP scenario with reduced emissions of NTCFs. With concurrent reductions of future methane concentrations, the warming is projected to be reduced by 0.5 ∘C

Seurantakäsikirja Suomen merenhoitosuunnitelman seurantaohjelmaan vuosille 2020–2026

Tämä merenhoidon seurantakäsikirja käsittää merenhoitosuunnitelman seurantaohjelman kuvauksen kokonaisuudessaan. Se päivittää vuoden 2014–2020 seurantaohjelman ja sitä sovelletaan vuoden 2020 heinäkuusta vuoden 2026 heinäkuuhun. Seurantaohjelma on osa merenhoidon suunnittelua, jota tehdään vesienhoidon ja merenhoidon järjestämisestä annetun lain (272/2011) ja merenhoidon järjestämisestä annetun valtioneuvoston asetuksen (980/2011) toteuttamiseksi. Tämä laki ja asetus on annettu meristrategiadirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2008/56/EY yhteisön meriympäristöpolitiikan puitteista) kansallista toimeenpanoa varten. Suomessa meristrategiadirektiivin mukaista meristrategiaa kutsutaan merenhoitosuunnitelmaksi. Suomen seurantaohjelma koostuu 13:sta ohjelmasta, joiden alla on yhteensä 44 alaohjelmaa. Tähän päivitettyyn seurantaohjelmaan lisättiin kuusi uutta alaohjelmaa ja useita alaohjelmia muokattiin joko muuttuneiden vaatimusten, kehittyneempien menetelmien tai muuttuneen toimintaympäristön takia. Merenhoidon uusia vaatimuksia ovat meristrategiadirektiivin liitteen 3 päivitys (EU/2017/845), Euroopan komission päätös EU/2017/848 merivesien hyvän ekologisen tilan vertailuperusteista ja menetelmästandardeista sekä seurantaa ja arviointia varten tarkoitetut täsmennykset standardoiduista menetelmistä. Seurantakäsikirja koostuu kolmesta osasta: seurantaohjelman tausta, varsinainen seurantaohjelma, ja kolmas osa, joka käsittelee seurannan kehitystarpeita, kustannuksia ja riittävyyttä. Seurantaohjelma kattaa ekosysteemilähestymistavan mukaisesti erilaisia muuttujia, jotka kuvaavat toisaalta veden ominaisuuksia ja laatua ja toisaalta ekosysteemin osia ja niiden tilaa sekä niihin kohdistuvia ihmisestä johtuvia paineita. Seurannan alaohjelmissa on kuvattu mitattavat meriympäristön ominaisuudet tai paineet, niiden seurantatiheys, indikaattorit, joihin seurantatietoa käytetään, seurannalla kootun tiedon hallinta ja yhteydet meristrategiadirektiivin hyvän tilan laadullisiin kuvaajiin ja kriteereihin

The EC-Earth3 Earth system model for the Coupled Model Intercomparison Project 6

The Earth system model EC-Earth3 for contributions to CMIP6 is documented here, with its flexible coupling framework, major model configurations, a methodology for ensuring the simulations are comparable across different high-performance computing (HPC) systems, and with the physical performance of base configurations over the historical period. The variety of possible configurations and sub-models reflects the broad interests in the EC-Earth community. EC-Earth3 key performance metrics demonstrate physical behavior and biases well within the frame known from recent CMIP models. With improved physical and dynamic features, new Earth system model (ESM) components, community tools, and largely improved physical performance compared to the CMIP5 version, EC-Earth3 represents a clear step forward for the only European community ESM. We demonstrate here that EC-Earth3 is suited for a range of tasks in CMIP6 and beyond.Peer reviewe

Sylinterin sisällä tapahtuvien virtausten simulointi suurten pyörteiden menetelmällä

The internal combustion engine is an important part of the power generation world wide. In order to improve its efficiency and to decrease the generated emissions, a better understanding about the air flow within the cylinders of the engine is required. Large eddy simulation (LES), a computational method that has become feasible in the study of the internal combustion engines only during last decade, allows one to obtain a detailed view of different in-cylinder flow phenomena. Another advantage of LES is that it can be used to study unwanted variations in the mean quantities between different cycles, a phenomenon called cycle-to-cycle variation (CCV).   The present dissertation considers the use of LES in the study of fluid flow within a single cylinder of an engine. The dissertation belongs to the field of computational physics, or more specifically, to computational fluid dynamics. The objectives of the dissertation are to study the requirements for the reliable LES of the in-cylinder flow and to demonstrate how to utilise the obtained data in order to study the CCV. In order to reach the objectives, four different flow cases were considered: a static valve-cylinder assembly, a realistic single-cylinder configuration, a turbulent pipe flow, and a simplified engine in the form of a non-static valve-cylinder assembly.   The requirements for the reliable LES of in-cylinder flows were studied by concentrating on the resolution of the computational mesh, the suitability of the selected subgrid scale modelling approaches, and the effects of the non-stationary mesh on the outcome of the simulation. The overall in-cylinder flow features and the CCV were studied using velocity statistics, flow modifications, and nonlinear time series analysis. The results of the dissertation indicate that LES of an in-cylinder flow can be carried out reliably if the simulation is set up correctly. However, a very fine mesh is required especially in the near-wall region and the mesh motion can affect the results in a manner that is not consistent with mesh resolution. As a result of the present study, a new method has been demonstrated for evaluating the quality of moving mesh simulations. The results of the non-static valve-cylinder assembly simulations indicate that both the intake and the in-cylinder regions affect the CCV and that the CCV in the studied flow is a chaotic phenomenon.Polttomoottori on tärkeä osa energiatuotantoa maailmanlaajuisesti. Jotta sen tehokkuutta voidaan lisätä ja päästöjä vähentää, tulee moottorin sylintereissä virtaavan ilman käyttäytymistä ymmärtää paremmin. Suurten pyörteiden menetelmä (engl. large eddy simulation, LES) on laskennallinen menetelmä jonka käyttö polttomoottoreiden simuloinnissa on tullut mahdolliseksi vasta edellisen vuosikymmenen aikana. Menetelmän avulla moottorin sylinterin sisällä tapahtuvia virtauksia voidaan tarkastella aiempaa yksityiskohtaisemmin. Toinen suurten pyörteiden menetelmän tärkeä ominaisuus on sen kyky havaita moottorin syklien keskiarvosuureissa tapahtuvia ei-toivottuja vaihteluita - ilmiö jota kutsutaan syklivaihteluksi (engl. cycle-to-cycle variation, CCV).  Tässä väitöskirjassa käsitellään suurten pyörteiden menetelmän käyttöä moottorin sylinterin sisällä tapahtuvan virtauksen tutkimiseen. Väitöskirja kuuluu laskennallisen fysiikan alaan, tarkemmin laskennallisen virtausmekaniikan alaan. Väitöskirjan tavoitteina on tutkia millaisia vaatimuksia sylinterin sisäisen virtauksen luotettava simulointi suurten pyörteiden menetelmällä asettaa ja sitä, kuinka simulaation tuloksia voidaan hyödyntää syklivaihteluiden tutkimuksessa. Tavoitteisiin pyrittiin tutkimalla neljää erilaista virtaustilannetta: liikkumatonta venttiili-sylinteri-yhdistelmää, todenmukaista yksisylinterikokoonpanoa, turbulenttia putkivirtausta ja yksikertaistettua moottoria liikkuvan venttiili-sylinteri-yhdistelmän muodossa.  Vaatimuksia sylinterin sisäisten virtauksien luotettavalle simuloinnille suurten pyörteiden menetelmällä tutkittiin tarkastelemalla laskennalliselta hilalta vaadittavaa resoluutiota, alihilamallien soveltuvuutta ja liikkuvan hilan vaikutuksia lopputuloksiin. Sylinterin sisällä tapahtuvien virtausten rakennetta ja syklivaiteluita tutkittiin tarkastelemalla virtauksen nopeusstatistiikkoja sekä käyttämällä virtauksien muokkauksia ja epälineaarista aikasarja-analyysiä. Väitöskirjan tulosten mukaan suurten pyörteiden menetelmällä voidaan simuloida sylinterin sisäistä virtausta luotettavasti jos simulaatio valmistellaan sopivasti. Tämä vaatii kuitenkin erittäin tiheää laskentahilaa ja lisäksi hilan liike voi vaikuttaa tuloksiin tavalla, joka ei ole suoraan yhteydessä hilan resoluutioon. Tutkimuksen tuloksena on esitetty uusi menetelmä liikkuvan hilan simulaatioiden laadun arviointiin. Liikkuvaa venttiili-sylinteri-yhdistelmää simuloimalla saadut tulokset osoittavat, että virtaus sekä imukanavissa että sylinterissa vaikuttavat syklivaihteluihin ja että syklivaihtelu on kaoottinen ilmiö tutkitussa tapauksessa

Nonlinear time series analysis from large eddy simulation of an internal combustion engine

Julkaisun kokoteksti on luettavissa vain Aalto-tunnuksilla.Please note that access to the fulltext is limited to Aalto staff and students.Nonlinear time series analysis was applied for the first time to time series obtained from large eddy simulations (LES) of an internal combustion engine (ICE). The aim of the study was to obtain more information about the cycle-to-cycle variation (CCV) in the studied simplified ICE geometry than what is available from standard methods. Phase space reconstructions were created from the time series and then estimates for the largest Lyapunov exponent were calculated. The time delays used in the phase space reconstructions were determined using average mutual information while the proper embedding dimensions were chosen according to the method of false nearest neighbours. Quantitative information on the behaviour of the flow and the CCV was acquired from three-dimensional phase space reconstructions. Introduced modifications to the flow were clearly visible in the phase space reconstructions of energy and dissipation, indicating that these quantities are appropriate for monitoring and analysing the state of the system. The estimates for the largest Lyapunov exponents were positive for almost all time series, indicating chaotic dynamics. The permutation spectrum test was used to confirm the chaoticity of the CCV. The present results indicate that the used methods offer a promising new framework for characterising the CCV from the viewpoint of nonlinear time series analysis.Peer reviewe