Tampereen yliopisto

Väitös: Matematiikalla tarkkuutta uusille lämpötilanhallintaratkaisuille

Jaa
Yksinkertainen on kaunista. Kun termostaatti havaitsee lämpötilan liian matalaksi, lämmitys napsahtaa päälle. Diplomi-insinööri Konsta Huhtala tutki väitöskirjatyössään, voisiko lämpötilaa automaattisesti hallinnoiva säätäjä perustua matemaattisesti monimutkaisiin malleihin, vaikka itse säätäjä olisi matemaattisesti yksinkertainen.

Konsta Huhtala tarkasteli väitöskirjassaan fluidien, kuten veden tai ilman, lämpötilan ja nopeuden käyttäytymistä kuvaavia matemaattisia malleja ja mahdollisuutta vaikuttaa tarkasteltujen mallien fluidille ennustamaan käyttäytymiseen. Erityisesti tavoitteena oli mallien matemaattisiin ominaisuuksiin perustuen suunnitella itsenäisesti toimivia säätäjiä, joilla fluidin lämpötila tai nopeus voitaisiin muuttaa halutuksi.

– Väitöstutkimuksessani tarkastelin tunnettuja matemaattisia malleja fluidien nopeudelle ja lämpötilalle. Tutkimukseni tavoitteena on ollut osoittaa, että näitä hyviksi todettuja malleja voidaan hyödyntää säätäjän suunnittelussa. Vaikka käytetyt mallit ovat matemaattisesti monimutkaisia, niihin perustuva säätäjä fluidin lämpötilan tai nopeuden ohjaamiseksi voi itse asiassa olla verrattain yksinkertainen, taustoittaa Huhtala.

Väitöstutkimus oli luonteeltaan perustutkimusta, jonka keskiössä oli tarkasteltujen fluidimallien matematiikkaan liittyvä tarkastelu. Niin kutsuttu mallipohjainen suunnittelu on eri muodoissa vahvasti läsnä ja siihen perustuvat ratkaisut yleisiä eri aloilla, mikä tuo mahdollisuuksia tutkimuksen soveltamiseen tulevaisuudessa.

– Huoneen lämpötilan säätö on keskeisin tutkimuksessa käsittelemäni havainnollistava esimerkki säätöongelmasta. Matemaattisesti voidaan mallintaa ilman liikettä ja lämpötilaa eri puolilla huonetta. Malliin pohjautuvalla säätöratkaisulla esimerkiksi lämpöpattereiden tai koneellisen ilmanvaihdon toimintaa voitaisiin parantaa sekä käyttömukavuuden että energiatehokkuuden saralla, valottaa Huhtala.

– Tutkimukseni ydin on perustunut matemaattisten lainalaisuuksien tarkasteluun, mallia kynä ja paperi. Toisaalta kehittämäni säätäjät ovat matematiikan puolesta robusteja, eli sietävät mallinnuksen epätarkkuuksia, mikä osaltaan parantaa niiden mahdollisuuksia toimia myös käytännössä. Olisikin mielenkiintoista nähdä tutkimukseni sovelluksena, miten suunnitellut säätöratkaisut suoriutuvat tosielämän säätötehtävistä verrattuna nykyisen valtavirran säätöratkaisuihin, päättää Huhtala.

Diplomi-insinööri Konsta Huhtalan matematiikan alaan kuuluva väitöskirja Robust Output Regulation of Thermal Fluid Flows tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Informaatiotieteiden ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 8.4.2022 kello 12 Tietotalon salissa TB109, Korkeakoulunkatu 1, Tampere. Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Vivek Natarajan Indian Institute of Technology Bombaysta. Kustoksena toimii Associate Professor Lassi Paunonen Informaatiotieteiden ja viestinnän tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Konsta Huhtala
040 834 8916
Konsta.huhtala@tuni.fi

Kuvat

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Oxfordin huippuasiantuntija perehdyttää pakko-oireisen häiriön hoitoon Tampereella12.6.2025 15:04:47 EEST | Tiedote

Professori Paul Salkovskis Oxfordista, Iso-Britanniasta vierailee Tampereella luennoimassa 12.–13.6. Salkovskis on kansainvälisesti tunnustettu kliininen psykologi pakko-oireisen häiriön eli OCD:n (obsessive-compulsory disorder) tutkimuksen kognitiivisiin ja käyttäytymisterapioihin pohjautuvan hoidon alueella. Tampereen yliopiston kaksipäiväisessä seminaarissa tulevat psykoterapeutit saavat työkaluja toteuttaa OCD:n hoitoa tehokkaasti.

Väitös: Kantasoluista tuotettuja soluja voidaan käyttää sokeuden hoitoon11.6.2025 08:10:00 EEST | Tiedote

Ihmisen erittäin monikykyisistä kantasoluista valmistetut sarveiskalvon endoteelisolut voivat tulevaisuudessa palauttaa näön yhä useammalle sarveiskalvosokeudesta kärsivälle potilaalle. Filosofian maisteri Pyry Grönroos kehitti väitöstutkimuksessaan uuden menetelmän, jolla sarveiskalvon endoteelisoluja voidaan erilaistaa kantasoluista. Tampereen yliopiston Silmäryhmässä endoteelisoluja on myös onnistuttu biotulostamaan, mikä avaa mahdollisuuden koko sarveiskalvosiirteen 3D-biotulostamiseen.

Väitös: Sukupuolten palkkaerot jäävät alisteisiksi kilpailukyvyn tavoittelulle5.6.2025 09:17:21 EEST | Tiedote

Miikaeli Kylä-Laason väitöstutkimuksen mukaan Suomen palkanmuodostus on nojannut vahvasti miesenemmistöisen vientisektorin tarpeisiin, mikä on puskenut sukupuolten välisiä palkkaeroja koskevat kysymykset tyypillisesti marginaaliin. Niin työmarkkinajärjestöt kuin valtio ovat korostaneet kilpailukyvyn merkitystä Suomen talouskasvun sekä julkisen talouden kestävyyden näkökulmasta. Tämän vuoksi kilpailukykyä ei kohdellakaan vain talouskysymyksenä, vaan myös turvallisuuskysymyksenä. Erityisesti naisenemmistöisen julkisen sektorin liitot ovat kuitenkin aktiivisesti pyrkineet politisoimaan sukupuolten välisiä palkkaeroja, ja siten haastaneet koko työmarkkinamallin toimintaa palkkaeriarvoisuuden purkamiseksi.

Väitös: Kilpirauhashormonien ylimäärä kuormittaa sydäntä ja verisuonielimistöä4.6.2025 08:20:00 EEST | Tiedote

Kilpirauhasen liikatoimintaan liittyy suurentunut sydän- ja verisuonisairauksien riski, mikä näkyy vielä vuosia liikatoiminnan hoidon päättymisen jälkeen. Lääketieteen lisensiaatti Nelli Suonsyrjä selvitti väitöstutkimuksessaan suurentuneen sydän- ja verisuonisairastavuuden taustalla olevia tekijöitä sekä sitä, liittyykö myös suuriannoksiseen kilpirauhaslääkitykseen sydän- ja verisuoniriskejä.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye