The European Green Deal declared that Europe must decarbonize to become carbon-neutral within 2050. To do so, the European Parliament emphasized hydrogen as a major tool for energy transition. In regard of current environmental challenges, liquid hydrogen has raised interest as energy carrier for energy storage and transport. Due to growing use of renewable energy sources such as solar and wind energy, intermittent sources will increase. Hydrogen production methods will become mostly intermittent with renewable energies. However, due to historical hydrogen production by steam methane reforming, liquefaction was developed at steady nominal charge. In order to feed current liquefaction processes with renewable hydrogen, a buffer system will become required. This thesis studies the effect of buffer and liquefaction combination on performances and cost. In order to carry out this liquefaction from intermittent source, the study is performed based on industrial data from a variable co-product hydrogen profile. This profile acts as a simplified case. The scope of the study is drawn by considering compressed hydrogen as temporary storage for the buffer while liquefaction unit is modelled around Linde Leuna cycle. The technical-economical study covers sensitivity analysis on both buffer and liquefaction unit. For the buffer unit, storage capacity, storage pressure, liquefaction flexibility and recuperation rate impacts are examined. Liquefaction sensitivity analysis includes pressure drop, electricity cost and capacity study.  It is highlighted that 100% gaseous hydrogen recovery is not profitable due to high costs increase for recuperation higher than 95%. Storage pressure and capacity as well as liquefaction flexibility drive buffer cost and recuperation rate of the co-product hydrogen. Considering liquefaction study, results highlight that pressure drops cause first order deviations in energy consumption as well as on cost. Results show that the specific buffer cost is evaluated between 71% and 59% of liquefaction cost. Hence the thesis raises attention on future work on heat exchangers design, pressure drop optimization and liquefaction unit flexibility to allow an optimized renewable liquid hydrogen production.

This master’s thesis covers the structuring and implementation of a digital testbench for the air brake system of freight trains. The test bench will serveto further improve the existing brake models at Transrail Sweden AB. Theseare used for the optimised calculation of train speed profiles by the DriverAdvisory System CATO. This work is based on the research of the technicalbackground, as well as the methodical approach to physical modelling anda modular implementation of the test bench. It gives full flexibility for thesimulation of customised train configurations using the European UIC brakesystem. Train length and vehicle arrangement can be adapted to the user’sspecific needs. For example, the test bench could be used for the simulation ofa train with distributed power. The system parameters are stored in a vehiclelibrary for the convenient generation of train configurations. This vehiclelibrary is freely expandable.The simulation is based on an equivalent electric circuit model which iscompleted with nozzle flow modelling. This model involves monitoring themain pipe, brake cylinder and reservoir pressure. Linear approximation is usedto obtain braking forces for the individual wagons and for the whole train. Thedepiction of the brake system behaviour is mostly accurate in the operationalscenarios, which is validated with measurement data. Additional calibrationis required for further reduction of the simulation errors and an extension ofthe model’s domain of validity. The test bench is developed by incrementaland iterative modelling and prepared for further improvements and variations,for example the adaption to the American AAR system variant.The presented work can also be used as a basis for similar implementationssuch as driving simulators. The methods are transferable to other applicationsof modular simulation. / Det här examensarbetet omfattar formgivningen och implementeringen aven digital provbänk för tyckluftsbromssystemet på godståg. Provbänken skaanvändas för att vidareutveckla befintliga bromsmodeller hos Transrail SwedenAB. De används för beräkningen av optimerade hastighetsprofiler förtåg i förarassistanssystemet CATO. Arbetet baserar sig på undersökningenav den tekniska bakgrunden, samt ett metodiskt angreppssätt för fysikaliskmodellering. Verktyget är implementerat på ett modulärt sätt. Provbänkenger full flexibilitet för simuleringen av skräddarsydda tågkonfigurationer somanvänder det europeiska UIC-bromssystemet. Tåglängd och fordonsanordningkan anpassas enligt användarens behov, till exempel för simulering av fördeladtraktion. Systemparametrarna lagras i ett fordonsbiliotek som förenklar inmatningenav tågkonfigurationer. Fordonsbiblioteket kan utvidgas enligt behov.Simuleringen är baserad på en ekvivalent strömkretsmodell, som kompletterasmed modellerad dysströmning. Simuleringen beskriver trycket ihuvudledningen, bromscylindern och förrådsluftsbehållaren. Bromskrafternaapproximeras linjärt efter trycken för de enskilda vagnarna såväl som helatåget. Simuleringen återger beteendet av bromssystemet i alla driftsituationerpå ett verklighetsnära sätt, enligt validering med mätdata från Knorr-Bremse:stestanläggning. Ytterligare kalibrering behövs för att minimera avvikelserna isimuleringen och för att utvidga modellens giltighetsdomän. Provbänken harutvecklats i stegvis modellering och är väl förberedd för vidareutveckling ochanpassning. Ett exempel är anpassningen för att simulera det amerikanskaAAR-bromssystemet.Arbetet som presenteras här är lämplig för användning i liknande applikationer,såsom körsimulatorer. Metoden kan tillämpas allmänt på övrigaanvändningsområden av modulär simulering.

In-orbit calibrations of space instruments are often necessary to ensure the accuracy of the measurements. The Moon provides a target with very predictable characteristics. In this report, the opportunities to perform in-orbit lunar calibrations of the MicroCarb instrument are evaluated and a procedure for conducting the Mission Planning for these calibrations is developed. Through modeling the spacecraft in its orbit, simulations show that continuous observation sequences of up to 48 minutes can be expected each lunation. The variability of the optical properties of the Moon during an opportunity is related to the orientation of the plane of the orbit of the spacecraft with respect to the cone with axis the Moon-Sun direction and apex the center of the Moon that contains the spacecraft. Choosing a value of the phase angle (Sun-Moon-Spacecraft angle) around −20 degrees to plan the lunar calibrations allows to minimize the variations of apparent radiance of the Moon during the observation. The results make it possible to refine the choice of the best moments to plan the lunar calibrations. This also allows the satellite operations team to anticipate the planning of lunar calibrations on the scale of several months. / Kalibreringar i omloppsbana för rymdinstrument är ofta nödvändiga för att säkerställa mätningarnas noggrannhet. Månen utgör ett kalibreringsmål med mycket förutsägbara egenskaper. I denna rapport utvärderas möjligheterna att utföra månkalibreringar i omloppsbana för MicroCarb-instrumentet och ett förfarande för genomförande av uppdragsplanering för dessa kalibreringar har utvecklats. Genom att modellera rymdfarkosten i sin bana visar simuleringar att kontinuerliga observationssekvenser på upp till 48 minuter kan förväntas varje månvarv. Variationen hos de optiska egenskaperna för månen under ett tillfälle är relaterad till orienteringen av rymdfarkostens plan i förhållande till konen med axeln för månen-solens riktning. Att välja ett värde för fasvinkeln (Sun-Moon-Spacecraft-vinkel) på runt −20 grader vid planering av månkalibreringarna gör det möjligt att minimera variationerna i månens strålning under observationen. Resultaten gör det möjligt att förfina valet av de bästa tidpunkterna för månkalibreringarna. Detta gör det också möjligt för satellitoperationsteamet att förutse planeringen av månkalibreringar flera månader framåt.

In order for the companies to be competitive in today’s market, it is vital to adapt quickly to the market trends. The steady shift towards mass customization from mass production has been challenging many industries globally, which demands the use of digital tools and technologies in various areas to improve performance throughout the supply chain processes. One of these areas is short-term scheduling of jobs on the shop floor. Short-term scheduling of jobs plays a very vital role in many production systems. Optimisation of short-term scheduling help the companies in improving their operational Key Performance Indicators (KPIs), thus saving both money and resources. Today’s complex production systems with multiple constraints, system level interactions and the dynamic environment have challenged the traditional static scheduling approaches. These complex production systems require new scheduling approaches which can consider all the dynamics and should be capable of real-time reconfiguring in case of uncertainties in the shop floor. In this thesis, a case study was performed in a steel manufacturing company over the period of five months to validate Discrete Event Simulation (DES) as a tool for short-term scheduling of heavy plates in a dynamic environment. The challenges related to DES for short-term scheduling during model design, development and implement phases were also identified. In addition to this, the requirements to implement DES model for short-term scheduling in a dynamic environment were also discussed. Furthermore, a Systematic Literature Review (SLR) was also conducted to support the empirical findings from the case study. The idea of this study was to generate an optimal schedule by minimizing overall makespan and maximizing resource utilization using DES model. The findings from both SLR and DES model has clearly proven that DES as a digital tool is exceptional for short-term scheduling in a dynamic environment, nevertheless there are still some challenges associated which needs to be investigated further. The same model can also be used for other purposes such as analysing and identifying bottlenecks in the whole production system. / För att företagen ska vara konkurrenskraftiga på dagens marknad är det viktigt att snabbt anpassa sig till marknadstrenderna. Vägen mot mass-anpassning från massproduktion har utmanat många industrier globalt, vilket kräver användning av digitala verktyg och tekniker inom olika områden för att förbättra prestandan under hela leveranskedjans processer. Ett av dessa områden är kortsiktig schemaläggning av arbeten på fabriksgolvet. Kortsiktig schemaläggning av arbeten spelar en mycket viktig roll i många produktionssystem. Optimering av kortsiktig schemaläggning hjälper företagen att förbättra sina operativa nyckeltal, vilket sparar både pengar och resurser. Dagens komplexa produktionssystem med flera begränsningar, systemnivåinteraktioner och den dynamiska miljön har utmanat de traditionella statiska schemaläggningsmetoderna. Dessa komplexa produktionssystem kräver nya schemaläggningsmetoder som kan ta hänsyn till all dynamik och bör ha möjligheten att omkonfigurera i realtid vid osäkerheter på fabriksgolvet. I denna avhandling genomfördes en fallstudie i ett ståltillverkningsföretag under fem månader för att validera Diskret händelsestyrd simulering som verktyg för kortsiktig schemaläggning av grovplåtstillverkning i en dynamisk miljö. Utmaningarna relaterade till Diskret händelsestyrd simulering för kortsiktig schemaläggning under modellens design, utveckling och implementeringsfaser identifierades också. Utöver detta diskuteras också kraven för att implementera Diskret händelsestyrd simulering för kortsiktig schemaläggning i en dynamisk miljö. Dessutom genomfördes en systematisk litteraturstudie för att stödja de empiriska resultaten från fallstudien. Tanken med den här studien var att generera ett optimalt schema genom att minimera den totala schemalängden och maximera resursutnyttjandet med hjälp av Diskret händelsestyrd simuleringsmodellen. Resultaten från både den systematiska litteraturöversynen och Diskreta händelse simuleringsmodellen har tydligt bevisat att Diskret händelse simulering som ett digitalt verktyg är exceptionellt för kortsiktig schemaläggning i en dynamisk miljö även om det fortfarande finns några utmaningar som måste undersökas ytterligare. Samma modell kan också användas för andra ändamål som att analysera och identifiera flaskhalsar i hela produktionssystemet.

The transition to more environmentally sustainable transports, as well as rising fuel prices create a demand for efficient means of transportation. Liftable axles have shown potential to save fuel and reduces tire wear on heavy vehicles. This thesis proposes a simulation environment and a control method for the electronically controlled air suspension system on a four axle truck that enables axle lifting. The goal of the work is to propose a control method that fulfills certain safety criteria and is robust to disturbances introduced by an external un-modeled controller. A simulation environment is proposed, based upon two different physical models of the suspension system. The first model offers simplicity for the initial tuning of the controller and the second model serves as a platform for more realistic testing of the controller before the final vehicle test. The results from the vehicle tests show that the proposed controller is able to regulate the pressure in the suspension bellows to the desired load distribution between the axles of the vehicle, while the vehicle is maintaining a certain height above ground. The vehicle test showed that it was difficult to read the correct pressure in the suspension bellows when the valves controlling the airflow in and out of the suspension bellow were open. A method for compensating the error when the valves are open is proposed. / Övergången till hållbara och miljövänliga transporter samt stigande bränslepriser skapar en efterfrågan av mer effektiva transportmedel. Lyftbara axlar har visats medföra minskad bränsleförbrukning och däckslitage. Denna uppsats föreslår en simuleringsmiljö samt en metod för reglering av det elektroniskt styrda luftfjädringssystemet på en fyraxlig lastbil som möjliggör lyftning av en axel. Målet med arbetet är att föreslå en metod för reglering av systemet som uppfyller en rad säkerhetskriterier och är robust för störningar introducerade av en extern, icke-modellerad styrenhet. Den föreslagna simuleringsmiljön är baserad på två olika fysiska modeller av fjädringssystemet. Den första modellen karakteriseras av dess enkelhet och används för inledande testning och justering av regulatorn. Den andra modellen används för mer realistisk testning av regulatorn innan det avslutande fordonstestet. Resultatet från fordonstesterna visar att den föreslagna regulatorn kan reglera trycket i luftbälgen till den önskade lastfördelningen mellan axlarna på fordonet medan dess höjd bibehålls. Under fordonstestet konstaterades att det inte gick att avläsa det korrekta trycket i luftbälgen när ventilerna som styr luftflödet till och från luftbälgen var öppna. En metod för att kompensera felet som uppstår när ventilerna är öppna föreslås.

Around 40 million people around the world have amputated parts of their bodies. Prostheses are widely used to support their daily behavior. However, about 35% of amputees refuse to use the prostheses due to comfort problems. SocketSense is an EU research project that aims to improve the situation. The Stewart platform (SP) is used as the model of the prototype. The SP could reproduce the comparing forces and torques interior the socket-to-stump interface, given prerecorded movement information of an amputee’s walk cycle. However, previous work controls SP based on inputting some simple reference trajectories ,or for radar, satellite and vehicle use-cases. This  thesis is committed to designing and implementing a control algorithm for the SP to control the socket. The task is divided into two main parts: simulation on Matlab/Simulink and implementation on Linux/ROS, and each part is split into several steps. Firstly, the PID control algorithm is selected and developed for the SP. Secondly, the simulation model is designed and built on Matlab/Simulink. Based on the simulation model, the control algorithm is implemented into the model. Then, the results of simulation are obtained. After that, the SP model is built on Linux/ROS. Then, the model is connected and communicated with the real platform. Finally, the output data and system performance are analysed in terms of control performance, real-time performance, anti-noise performance, etc. The results show that both the simulation and the actual platform system can follow the reference trajectory well. Although there is noise in the results of the actual platform, the noise is suppressed to a great extent by Kalman filter. / Runt 40 miljoner människor runtom i världen har amputerat delar av sina kroppar. Proteser används ofta för att stödja deras dagliga beteende. Emellertid vägrar cirka 35% av amputerade att använda proteserna på grund av komfort problem. SocketSense är ett EU-forsknings projekt som syftar till att förbättra situationen. SP används som modell för prototypen. SP skulle kunna återskapa de jämförande krafterna och vridmomenten inuti gränssnittet uttag-till-stump, givet förinspelad rörelseinformation om en amputerads gångcykel. Tidigare arbete styr dock SP baserat på att ange några enkla referensbanor, eller för radar-, satellit-och fordonsanvändningsfall. Detta examensarbete syftar till att designa och implementera en kontroll algoritmför SP för att styra socket. Uppgiften är uppdelad i två huvuddelar: simulering på Matlab/ Simulink och implementering på Linux/ROS, och varje del är uppdelad i flera steg. Först väljs och utvecklas PID-kontrollalgoritmen för SP. För det andra är simuleringsmodellen designad och byggd på Matlab/ Simulink. Baserat på simuleringsmodellen implementeras styralgoritmen i modellen. Därefter erhålls resultaten av simuleringen. Därefter är SP-modellen byggd på Linux/ROS. Sedan kopplas modellen ihop och kommuniceras med den verkliga plattformen. Slutligen analyseras utdata och systemprestanda i termer av kontrollprestanda, realtidsprestanda, anti-brusprestanda, etc. Result visar att både simuleringen och det faktiska plattformssystemet kan följa referensbanan väl. Även om det finns brus i resultaten av själva plattformen, dämpas bruset i hög grad av Kalman-filter.

Parker Hannifin i Trollhättan vill förbättra sitt materialflöde i godsmottagningen genom skapandet av nya värdeflödesanalyser och simuleringar. De vill även hitta möjliga ergonomiska risker och potentiella lösningar till dessa risker. Syftet med arbetet är att fastställa potentiella vinster som erhålls av att ändra godsmottagningens hantering av leveransen från Bror Tonsjö. Målet med arbetet är att få svar på forskningsfrågorna som är framställda utifrån Parkers krav på författarna. Två nya värdeflödesanalyser skapades, första som beskriver godsmottagningen på ett mer detaljerat sätt och andra som är författarnas förslag på förbättringar som kan göras i godsmottagningen. Det andra värdeflödesanalysen skapades baserat på en flaskhalseffekt som hittades i simuleringen av den första värdeflödesanalysen. De rekommenderade föreslagen för bekräftades genom simuleringen av den andra analysen. Parker Hannifin har redan vidtagit åtgärder för vissa ergonomiska risker från att lyfta tunga lådor. De främsta lösningarna framtagna är då för att åtgärda tidsslöserier som uppstår när personalen använder truckarna. Genom att föreslå ändringar i packmönster och rutiner gällande truckhantering erbjuds ergonomiska lösningar som bidrar till att effektivisera godsmottagningen. / Parker Hannifin in Trollhättan wants to improve the material flow in their receiving department using new value stream maps and simulations. They also want to find possible ergonomic risks and find potential solutions to these risks. The purpose of this thesis is to assess the potential profit that can be gained by changing the receiving department’s handling of the shipment from Brar Tonsjö. Two new value stream maps were created, the first one describes the receiving department in a more detailed description. The second value stream map was created based on a bottleneck effect that was discovered in the simulation of the first value stream map. The recommended suggestions were confirmed through the simulation of the second value stream map. Parker Hannifin has already taken actions for some ergonomic risks accompanying the risks of lifting heavy boxes. The foremost suggestions by the authors were made to remediate the time wastes that occur when the staff is using forklifts. By suggesting changes in the packing routines and management of the forklifts could ergonomic solutions that contribute to the potentiation of the receiving department be achieved.

Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are presented within this study for super-cooled liquid oxygen atomisation and gasification in a subcritical chamber operating at 1MPa. Relatively low cost simulation techniques have been used and their accuracy evaluated. Gasification efficiency expected from theory is compared with simulation results and physical limitation in addition to modelling limitations are discussed. Impinging jets have been used within the simulations with the intent of atomising the incoming liquid oxygen, followed by injection of hot water vapour perpendicularly, to increase turbulent mixing, residence time and in turn expected gasification efficiency. A computational fluid dynamics heating analysis is also included in order to highlight constraints on the chamber geometry imposed by transient rapid oxidation material limits. 316 stainless steel and 3D printed Inconel 718 were investigated experimentally to identify their transient macroscopic rapid oxidation limits. This information supplements existing published literature for operation at high temperatures for a transient period of time in oxygen rich environments. ANSYS Fluent 2020R1, and its newly included Volume of Fluid to Discrete Particle (VOF-DPM) Model, is used for CFD simulation of LOx atomisation and vaporisation. The CFD simulation technique is discussed in detail in order to allow the reader to gain knowledge into areas where computational power can be saved while still allowing assessment of trends for conducting relatively quick feasibility reviews e.g. for different chamber configurations. The CFD simulation results are compared with published experimental data and its accuracy when extended to this application is discussed. Results indicate that gasification of LOx within a compact chamber may be feasible if sufficient turbulence, resulting in longer residence times is present providing sufficient time for heat and mass transfer from the continuous phase. Simulations indicate that due to the mixing and gasification process the LOx particles within the chamber that have not entered the gaseous phase are smaller than that from pure atomisation and therefore more susceptible to gasification if injected into the main motor combustion chamber. Results hint at the potential benefit of swirl injection of hot gases to increase residence time and in turn the gasification efficiency, therefore, this is recommended for the topic of future research. / Computational Fluid Dynamics (CFD) simuleringar presenteras i denna studie för superkyld flytande syreförstoftning och förgasning i en underkritisk kammare som arbetar vid SI 1 MPa. Relativt billiga simuleringstekniker har använts och deras noggrannhet utvärderats. Förgasningseffektivitet som förväntas från teorin jämförs med simuleringsresultat och fysisk begränsning utöver detta diskuteras modelleringsberäkningarna. Stötstrålar har använts inom simuleringarna med avsikt att finfördela det inkommande flytande syret, följt av injektion av varm vattenånga vinkelrätt, för att öka turbulent blandning, uppehållstid och i sin tur förväntad förgasningseffektivitet. En beräkningsenhetsanalys för uppvärmningsdynamik ingår också för att belysa begränsningar för kammargeometri som införs genom övergående gränser för snabb oxidation. 316 rostfritt stål och 3D-printad Inconel 718 undersöktes experimentellt för att identifiera deras övergående makroskopiska snabba oxidationsgränser. Denna information kompletterar befintlig publicerad litteratur för drift vid höga temperaturer under en kort tid i syrgasrika miljöer. ANSYS Fluent 2020R1, och dess nyligen inkluderade volym av vätska till diskret partikel (VOF-DPM) -modell, används för CFD-simulering av LOxatomisering och förångning. CFD-simuleringstekniken diskuteras i detalj för att göra det möjligt för läsaren att få kunskap om områden där beräkningskraft kan sparas medan man fortfarande tillåter bedömning av trender för att göra relativt snabba genomförbarhetsgranskningar, t.ex. för olika kammarkonfigurationer. CFD-simuleringsresultaten jämförs med publicerade experimentella data och dess noggrannhet när den utvidgas till denna applikation diskuteras. Resultaten indikerar att förgasning av LOx i en kompakt kammare kan vara möjlig vid tillräcklig turbulens, vilket resulterar i längre uppehållstider är närvarande som ger tillräcklig tid för värme och massöverföring från den kontinuerliga fasen. Simuleringar indikerar att på grund av blandnings- och förgasningsprocessen är LOx-partiklarna i kammaren som inte har gått in i gasfasen mindre än den från ren förgasning och därför mer mottagliga för förgasning om de injiceras i huvudmotorns förbränningskammare. Resultat antyder den potentiella fördelen med virvelinjektion av heta gaser för att öka uppehållstiden och i sin tur förgasningseffektivitet, därför rekommenderas detta för ämnet för framtida forskning.

The technical feasibility of gasoline and diesel range hydrocarbons production through oligomerisation of olefins, starting from biomass with the intermediary steps of gasfication, water-gas shift reaction and syngas-to-olefins synthesis was investigated, through mathematical modelling and simulation on Matlab. The model for the gasifier was based on minimisation of Gibbs free energy and its results showed that higher carbon efficiencies could be achieved at lower pressures and steam inlet, and more inlet energy, by pre-heating the gasifying agents. The water-gas shift reactor was used to increase the ratio of hydrogen to carbon monoxide from the gasifier, before entering the syngas-to-olefins process. A 1-D model was employed to determine the concentration, temperature, and pressure profiles in the reactor. High inlet pressure and temperature were shown to be beneficial, by requiring smaller reactors for the desired ratios to be reached. Experimental data from scientific literature was used for empirical modelling of the Fischer-Tropsch reactor. Partial pressure of CO and H2 amounting to 1 bar, high temperature and H2/CO showed better production of the low olefins. A reaction mechanism and accordingly, rate equations were developed and employed in a plug-flow type reactor model, calculating the concentration profile of the olefins up to C20. High pressures were favourable for the production of heavier fractions, while elevated temperatures showed to cause more cracking of heavy hydrocarbons and consequently, less conversion. Based on the results of individual reactors, an integrated process flow diagram was suggested and optimised for maximum production of low olefins to the oligomerisation reactor (C2-4). The optimisation showed overall carbon efficiency of the process to be around 20%. The reason for this was associated with the choice of catalyst in the FTO process, due to its high selectivity to carbon dioxide. / Den tekniska genomförbarheten av bensin- och dieselproduktion genom oligomerisering av olefiner, från biomassa via förgasning, vatten-gasförskiftsreaktion och syngas-till-olefiner syntes undersöktes genom matematisk modellering och simulering på Matlab. Förgasningsmodellen baserades sig på Gibbs energi minimisering. Ju mindre förgasningstryck desto högre uppnås koleffektivitet. Vatten-gasskift reaktorn användas för att anpassa väte/kolmonoxid förhållande från förgasningsreaktorn till syngas till olefiner rektorn. En 1-D modell utvecklades och beräknade reaktorns koncentrationer, temperatur och tryckprofiler. Högre inlopps tryck och temperaturer leder till mindre reaktorer.   Experimentella data från vetenskaplig litteratur användes för att modellara Fischer-Tropsch reaktorn (syngas till olefiner). Partialt tryck av CO och H2 lika med 1 bar, hög temperatur och H2 / CO visade högre produktion av lätta olefiner. En reaktionsmekanism och följaktligen hastighetsekvationer utvecklades för oligomerisering och användades i en pluggflödesreaktor. Modellen beräknade koncentrationer profiler av olefiiner upp till C20.Högre tryck producerar tyngre fraktioner (diesel) medan högra temperaturer främjar krakning. Baserat på resultaten från enskilda reaktorer föreslogs ett integrerat processflödesdiagram och optimerades för maximal produktion av låga olefiner till oligomeriseringsreaktorn (C2-4). Optimeringen visade att den totala koleffektiviteten i processen var cirka 20%. Anledningen till detta var förknippat med valet av katalysator i FTO-processen på grund av dess höga selektivitet för koldioxid.

A spillway is an important component of a dam and serves as a flood release structure. It achieves controlled discharge of water and protects the dam from overtopping. The majority of the hydropower dams were built before the 1980s, and many spillways are undersized in light of the present design flood guidelines. Another issue that arises in connection with the high design floods is the energy dissipation capacity. Many existing energy-dissipating arrangements are insufficient or construed only for a design flood standard at the time of dam construction. The increment in the flood discharges requires that the energy dissipation should be improved to obtain sufficient capacity or higher efficiency. In addition, the high-velocity flow is a major concern in the design of spillways. If the flow velocity exceeds approximately 20 m/s, the risk of cavitation may arise. In Sweden, many dams belong to this category. To address these issues, an assessment of their discharge behaviours is required. Innovative engineering solutions for better energy dissipation and cavitation mitigation are also necessary for safe operation. This thesis presents machine learning based methods for discharge estimation. Three data-driven models are developed to study the discharge behaviours of the overflow weirs. Their reliability is validated through the comparison with the experimental and empirical results. These models are capable of giving accurate predictions and show superiority over the conventional approaches. With high accuracy and adaptability, data-driven models are an effective and fast alternative for spillway discharge prediction. This research also focuses on the hydraulic design of stepped spillways, aiming to devise innovative engineering solutions to enhance energy dissipation and reduce cavitation risks. Consequently, several unconventional step layouts are conceived and their hydraulic behaviours are investigated. The modified configurations include steps with chamfers and cavity blockages, non-linear steps and inclined steps. This part attempts to gain insight into the effects of the step geometries on the spillway hydraulics via computational fluid dynamics, which provides references for engineering applications. / Ett utskov är en viktig komponent i en damm och fungerar som ett skydd mot översvämning. Det avbördar vatten på ett kontrollerat sätt och skyddar dammen från överströmning. Majoriteten av vattenkraftsdammarna byggdes före 1980-talet och många utskov är underdimensionerade i förhållande till de nuvarande riktlinjerna för utformning med avseende på dimensionerande flöden. En annan fråga som uppstår i samband med höga flöden är energiomvandlingskapaciteten. Många befintliga arrangemang för reducering omvandling av vattnets rörelseenergi är otillräckliga eller endast anpassade för det dimensionerande flöde som gällde vid tidpunkten för dammens uppförande. En avbördningsökning kräver i sin tur att energiomvandlingsförmågan förbättras för att uppnå tillräcklig kapacitet eller högre effektivitet. Dessutom är höghastighetsflödet ett stort bekymmer vid utformningen av utskov. Om flödeshastigheten överstiger t.ex. 20 m/s uppstår risk för kavitation i vattenvägar. I Sverige hör många dammar till denna kategori. För att lösa dessa problemställningar behöver en utvärdering av avbördningsanordningar göras. Innovativa tekniska lösningar som syftar till effektiv hantering av flödesenergi och kavitationsreducering, vilka utgör nödvändiga förutsättningar för säker drift av anläggningar. Denna uppsats presenterar maskininlärningsbaserade metoder för att prognostisera avbördning i dammar. Tre datadrivna modeller har utvecklats för att studera avbördningsegenskaper hos överfallsdammarna. Deras tillförlitlighet valideras genom jämförelse med experimentella och empiriska resultat. Modellerna kan ge noggrann uppskattning, som kan användas som ett tillförlitligt alternativ för bestämning av avbördning. Forskningen fokuserar också på den hydrauliska utformningen av stegade bräddavlopp (s.k. stepped spillway), i syfte att utveckla innovativa tekniska lösningar för att åstadkomma hög energiförlust och minska kavitationsrisker. Flera okonventionella stegformade geometrier föreslås och deras hydrauliska egenskaper undersöks. Denna del syftar till att, via numerisk simulering, ge en inblick i vilka effekter olika steggeometrier har på avbördningshydrauliken, vilken tillhandahåller referens för tekniska applikationer. / <p>QC 20210205</p>