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

Väitös: Digitalisaatio voi sekä tukea että haitata ammatillista kehittymistä17.5.2022 15:00:07 EEST | Tiedote

Ymmärrys digitalisaation roolista työntekijän ammatillisessa kehittymisessä edellyttää moniulotteista tarkastelua, jossa huomioidaan työpaikan oppimismahdollisuuksien sekä työntekijän ammatillisen identiteetin ja toimijuuden välinen vuorovaikutteinen suhde. Anna Wallin tarkastelee väitöskirjassaan eläytymismenetelmää laadullisena aineistonkeruumenetelmänä ja havainnollistaa menetelmän käyttöä digitalisaation ja ammatillisen kehittymisen välisen suhteen tarkastelussa.

Liikkuvien työkoneiden sähköistämiseen tarvitaan kokonaisvaltaista suunnittelua, analyysia ja bisnesajattelua17.5.2022 13:00:00 EEST | Tiedote

Liikkuvien työkoneiden sähköistäminen tähtää niiden hiilidioksidipäästöjen nollaamiseen. Alan teollisuudelle sähköistäminen tarkoittaa esimerkiksi koneiden tehonsiirtojärjestelmien ja osittain myös rakenteiden suunnittelua täysin uusiksi. Tampereen yliopiston ja LUT-yliopiston tutkijat kehittävät liikkuviin työkoneisiin hybridi- ja sähköisiä tehonsiirtoratkaisuja osana laajaa yritysten ja verkostojen yhteisinnovaatiohanketta.

Tutkijat ja teatteriammattilaiset kehittävät livetiedekonseptia Tampereella17.5.2022 09:40:30 EEST | Tiedote

Selittävä tekijä: Ihmistieteellinen tutkimus ja tutkijat lavalla on yhteiskunta- ja humanististen tieteiden tutkimustuloksia yleistajuistavan uuden live-tiedekonseptin työnimi. Hankkeessa kehitettävä livetiedekonsepti nostaa elävän yleisön eteen tutkijat, tutkimustulokset, mutta myös tutkimushaastateltavat. Lisäksi esityksessä voi olla näyttelijöiden esittämiä kohtauksia ja muita ohjelmanumeroita.

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