Sub-volcanic intrusions can form an extensive network of sills, dikes and other intrusion types that make up a plumbing system beneath volcanoes. Such intrusions are the heat source for high-temperature geothermal systems in volcanic areas and therefore, it is of great importance to study them in relation to geothermal exploration and production. In this thesis a part of the plumbing system of Breiðuvík caldera, an eroded central volcano in northeastern Iceland, is studied. A set of magmatic intrusions showing a great range in size and shapes, is exposed in Leirfjall, a mountain composed of the eroded caldera infill of the Breiðuvík volcanic system. Data from these intrusions and their host rock is used as the foundation for numerical modeling using finite element method (FEM) constructed in this thesis. The numerical modeling assumes heat transfer in porous media including conduction and convection where fluid flow is governed by the Darcy‘s law. The aims of it is to compare the cooling times of different intrusions and the temperature distribution caused by intrusions of different sizes and shapes. To obtain input parameters for the numerical modeling, a thermometry study based on the mineral chemistry of the magmatic intrusions in Leirfjall is conducted and the thermal and physical properties of the sedimentary host rock are estimated, while literature values are used for basaltic lava and hyaloclastite host rocks for comparison. The results of the numerical modeling suggest that higher maximum values of increased temperature are reached above one thick intrusions compared to multiple thinner intrusions. When comparing dikes and sills, the dikes raise the maximum temperature of the host rock more than the sills, while the sills raise the average temperature above the intrusions more than dikes. Results of the estimated heat transfer from an arrangement of intrusions similar to what is observed in Leirfjall suggests that a significant increase in maximum increased temperature caused by the intrusions would be short-lived, while the average increase would still be constant over a longer time. Despite of the simplified structure of the numerical models it is the hope that they will provide inspiring data for further research and contribute to a better understanding of the relationship between the shallow magmatic intrusions and geothermal systems. / Vulkaner är en viktig energikälla i många länder runt om i världen. Geotermisk vätska och ånga av högtemperatur som finns i vulkanområden kan utnyttjas för bland annat elproduktion och fjärrvärme. Värmekällan till de geotermiska områdena är magma som ligger ytligt i jordskorpan. All magma når inte ytan i utbrott, utan stannar under vulkanen i form av magmaintrusioner. Intrusionerna av olika former och storlekar utgör ett nätverk som tillsammans utgör vulkanens magma transportsystem. I denna studie studeras en uppsättning av magmaintrusioner på nordöstra Island. Intrusionerna har en gång befunnit sig längre ner i jordskorpan under ett aktivt vulkanområde men exponeras nu vid ytan på grund av glacial erosion. Intrusionernas storlek och form varierar, men de flesta återfinns som gångar, både vertikala och horisontella. När en magmatintrusion bildas värms omkringliggande berggrund och grundvatten upp. Studiens fokus är att undersöka hur temperaturfördelningen i omgivningen skiljer sig vid en stor intrusion jämfört med flera mindre intrusioner med totalt samma volym. Även effekten från olika typer av berggrund runt intrusionerna studerades genom att jämföra temperaturfördelningen och kylningstiderna för intrusioner i tre vanliga bergarter. Numerisk modellering användades för att besvara dessa frågor. Bergarternas fysiska och termiska egenskaper krävdes som ingångsparametrar för den numeriska modelleringen. Parametrana uppskattades genom laboratorieexperiment och termometriberäkningar från fältprover. Värden från publicerat material användes också i modelleringen. Resultaten från den numeriska modelleringen antyder att högre maximivärden för temperaturen nås i berget över en stor, enskild intrusion jämfört med flera mindre intrusioner. När man jämför vertikala og horisontella gångar, ökar de vertikala gångarna berggrundens temperatur mer än de horisontella, medan medeltemperaturen ökar mer över horisontella gångar än i vertikala gångar. Trots den numeriska modellens förenklade struktur är förhoppningen att den nya datan kan inspirera vidare forskning, och bidra till en bättre förståelse om förhållandet mellan grunda magmaintrusioner och geotermiska system.

Syfte med examensarbetet har varit att upprätta en grundvattenmodell överEnköpingsåsen med hjälp av programvaran MODFLOW för att därefter försöka skattagrundvattenmagasinets parametrar. Parameterskattningen utfördes med detmodelloberoende programmet PEST. Parallellt med detta gjordes även enpumptestutvärdering av dessa parametrar där typkurvor passades till en tidigare utfördprovpumpning av akviferen. Därefter jämfördes dessa båda metoder. Vidare utfördesäven en känslighetsanalys av grundvattenmodellen i MODFLOW för att försökalokalisera nya undersökningsplatser.Grundvattenmodellen uppfördes över Enköpingsåsen i och kring Enköping. Där är åsenlokaliserad i nord sydlig riktning och strax söder om Enköpings centrala delar korsasåsen av Enköpingsån. Det råder osäkerhet angående grundvattenmagasinetsvattenbalans och var åsen får sitt tillskott av vatten ifrån. Enköpingsåsen fungerar somhuvudvattentäkt i Enköpings stad vilket gör att detta har ansetts viktigt att utreda.Grundvattenmodellen byggdes upp genom att främst använda redan insamlad data frångeotekniska, geofysiska och hydrogeologiska undersökningar utförda i området samtdata från SGU och SMHI. Därifrån togs data om områdets uppbyggnad och struktursamt dess yttre betingelser som till exempel nederbörd och Mälarens vattenstånd för attskapa en numerisk modell i MODFLOW.Resultaten visar på ett överensstämmande resultat mellan parameterskattningen gjord iMODFLOW och pumptestutvärderingen. Vidare tyder resultaten i MODFLOW på attde största osäkerheterna i modellen ligger kring Enköpingsån och är då beroende av omvattnet tillförs från grundvattenmagasinets laterala delar eller från Enköpingsån.Känslighetsanalysen tyder även på att för ytterligare undersökningar av åsenshydrogeologiska betingelser bör fokus ligga på förhållandena i Enköpingsåns sedimentoch dess genomsläpplighet. / The purpose of this thesis is to establish a groundwater model of the Enköping eskerusing MODFLOW simulation and then estimate groundwater parameters with themodel-independent program PEST. In parallel, a pump test evaluation of theseparameters where type curves are fitted to a previously performed pump test of theaquifer is done to estimate the aquifer parameters. Eventually, these two methods arecompared. Furthermore, a sensitivity analysis of the groundwater model is performed totry to locate additional measurement points.The groundwater model was built for the Enköping esker in and around Enköping. Theesker is located in the north-south direction and just south of Enköpings central partswhere Enköpingsån crosses the esker. There is uncertainty regarding the water balanceof the aquifer and where the esker recharges its water from. Enköping esker serves asthe main water source in Enköping city and this is why it is considered important toinvestigate.The groundwater model was constructed primarily by using already collected data fromgeotechnical, geophysical and hydrogeological studies conducted in the area as well asdata from the SGU and SMHI. The data on the area's composition and structure as wellas its external conditions is taken to create a numerical model in MODFLOW.The results show consistent outcomes between parameter estimates made withMODFLOW/PEST and the pump test evaluation.The results made with MODFLOW makes it possible to do further analysis. Resultsshow large model uncertainties around Enköpingsån and the esker is dependent onwater supplied from either the groundwater aquifer’s lateral parts or Enköpingsån. Thesensitivity analysis also suggests that further studies of the hydrogeological conditionsshould be concentrated to Enköpingsån’s sediments and its water penetration capacity.

This report details the work done in a master thesis project. The project was conducted at the Brake Performance Department at Scania CV AB. The project involves the development of a numerical model (in Matlab) that calculates and predicts air consumption in a truck under different drive cycles. The report first details tests and experiments done so as to acquire the necessary information for the development of the model. The report then presents the model that was created and delves into tests that were conducted for its validation. A model is created that allows the user to select different component combinations on the trucks along with different loading scenarios and drive cycles. Finally the model is used to evaluate air consumption in trucks during particularly strenuous cycles. The model developed is found to be reliable and accurate to with 7% with regard to amount of air consumed. With its help, several recommendations on how air consumption in commercial vehicles can be improved are made. The best components’ combination is also found and presented. / I denna rapport beskrivs ett examensarbete som genomfördes på bromsavdelningen på Scania CV AB. Projektet innefattar utveckling av en numerisk modell (i Matlab) som beräknar och förutspår luftförbrukningen i en lastbil under olika körcykler. I rapporten beskrivs det tester och experiment som gjordes för att ta fram nödvändiga uppgifter för utvecklingen av modellen. Sedan presenteras modellen som skapades och alla valideringstester som genomfördes. Modellen är gjord så att användaren kan kombinera olika komponentkombinationer för lastbilar med olika lastningskonfigurationer och körcykler. Slutligen används modellen för att utvärdera luftförbrukningen i lastbilar under särskilt ansträngande körcykler. Den utvecklade modellen visade sig vara pålitlig och korrekt med en felmarginal på 7% med avseende på mängden luft som konsumeras. Med dess hjälp kunde flera rekommendationer ges om hur luftförbrukningen i kommersiella fordon kan förbättras. De bästa komponentkombinationerna hittades också och presenteras i denna rapport

A variation on a numerical model of the motor protein myosin V presentedin a paper by Craig and Linke (2009) is developed. An alternative potential is proposed. All aspects of the model development arederived in detail and tested. Two model tests are created and used toconfirm the correctness of the developed model. A simulation demonstratesthat the developed model is able to produce a myosin V step. Adidactical transposition is presented in the form of a compendium, in which a numerical model of myosin V by Craig and Linke (2009) isdescribed. The didactical transposition is developed using a methodologyof didactical engineering. The didactical study indicated thatthe content was well recieved by the target group of eight individualsin respect to the scientific complexity and that it evokes motivation forlearning. The study also indicated that unsuccessful areas of the didacticaltransposition existed. / En variation av en numerisk modell av motorproteinet myosin V presenteradav Craig och Linke (2009) utvecklas. En alternativ potential föreslås. Alla aspekter av modellutvecklingen härleds i detalj och testas.Två modelltester skapas och används för att bekräfta riktigheteni den utvecklade modellen. En simulering demonstrerar att myosin Vkan ta ett steg i den utvecklade modellen.En didaktisk transposition presenteras i form av ett kompendium,där en numerisk modell av myosin V av Craig och Linke (2009) beskrivs.Metodologiskt utvecklas den didaktiska transpositionen medhjälp av didaktisk ingenjörskonst. Den didaktiska studien indikeradeatt innehållet togs emot väl av målgruppen bestående av åtta personeri hänseende till vetenskaplig komplexitet och att det väckte motivationför lärande. Studien indikerade även att misslyckade områden av dendidaktiska transpositionen förekom.

Microwave curing has become a trend in composite processing due to its efficiency in energy consumption compared to the traditional curing method. However, as commonly found in every composite processing, controlling the microwave curing process remains challenging. The most feasible control method is to build a numerical model. In this report, the numerical model was developed to simulate the microwave heating of cured and uncured glass/epoxy samples. The objective of cured sample simulation was to obtain the average electric field intensity generated in the composite, which was then used in the uncured sample simulation. Meanwhile, three methods of microwave heating to the uncured samples were suggested, i.e. heating with constant electric field intensity, heating with non-constant electric field intensity, and heating with concentrated electric field intensity. The simulation was further expanded by combining microwave heating with contact heating to improve the curing state on the corner section. The simulation showed a reasonable temperature evolution trend for all three microwave-heated methods of an uncured sample. However, they are all different from the experiment result. Meanwhile, a high temperature in the core layer was observed in all simulations with a gradual temperature decline toward the outer layer, as expected from a microwave heated object. Finally, a decent degree of cure was obtained by employing additional contact heating without involving microwaves. / Mikrovågsbaserad härdning har blivit en trend inom komposittillverkning på grund av dess energieffektivitet jämfört med den traditionella härdningsmetoden. Men precis som i all komposittillverkning är det fortfarande utmanande att kontrollera mikrovågshärdningsprocessen. Den mest genomförbara kontrollmetoden är att bygga en numerisk modell. I den här rapporten utvecklades en numerisk modell för att simulera mikrovågvärmning av härdat och ohärdat glas/epoxiprover. Målet med simuleringen av de härdade proven var att få fram den genomsnittliga intensiteten av det elektriska fältet som genereras i kompositen, vilket sedan användes i simuleringen av de ohärdade proven. Samtidigt föreslogs tre metoder för mikrovågshärdning av de ohärdade proven, nämligen uppvärmning med konstant intensitet av det elektriska fältet, uppvärmning med varierande intensitet av det elektriska fältet och uppvärmning med koncentrerad intensitet av det elektriska fältet. Simuleringen utökades sedan genom att kombinera mikrovågshärdning med kontaktuppvärmning för att förbättra härdningsgraden i hörnsektionen. Simuleringen visade en rimlig temperaturutveckling för alla tre metoder för mikrovågsuppvärmda ohärdade prov. Dock skiljer de sig alla från experimentresultatet. Samtidigt observerades en hög temperatur i kärnskiktet i alla simuleringar med gradvis temperatursänkning mot ytterlagret, vilket förväntas hos ett mikrovågsuppvärmt objekt. Slutligen uppnåddes en acceptabel härdningsgrad genom mot sluret addera kontaktuppvärmning utan mikrovågor.

The Swedish municipalities of Gävle and Älvkarleby need new sources of drinking water as the population grows. Gästrike vatten AB has employed the consultant firm Midvatten AB to assess the possibility of a new groundwater extraction site on the Uppsala esker between Älvkarleby and Skutskär in northern Uppland county. It has been observed that the natural recharge to the aquifer in the Uppsala esker might be too low to compensate for a future groundwater extraction and that there is a risk of induced infiltration from the river Dalälven if the water table is lowered. River water might bring organic contaminants into the aquifer and negatively affect the groundwater quality.A solution proposed by Midvatten is to infiltrate the esker with river water free from organic contaminants at infiltration sites. This artificial infiltration is estimated to create new groundwater to compensate for the extraction and stop river water from reaching the extraction wells. There is however, a need to estimate the magnitude of infiltrating river water when the infiltration sites are active.The aim of this study was to estimate the flow of water between the river and a section of the Uppsala esker for a test period during 2017, specifically, the infiltration from the river. In addition to this, changes in flow depending on proposed pumping and infiltration scenarios were modelled.A MODFLOW model was developed in the graphical user interface Groundwater Modeling System (GMS) and its performance was validated against observed aquifer head. The model could accurately represent the head close to the river but was less accurate with increasing distance from the river. Average infiltration from the river varied from 3 to 25 l s-1. The calculated infiltration depended on which extraction well or artificial infiltration site was active and the rate of flow.It was concluded that the distribution of hydraulic conductivity in the aquifer was not sufficiently detailed. A solution could have been to use stratigraphic data from borehole logs instead of a general quaternary deposits map as basis for the distribution of hydraulic conductivity. Artificial infiltration close to the river prevented large volumes of induced infiltration. The accuracy of the model could have been improved if the results were compared to other methods such as particle-tracking, tracer tests and with measurements of the streambed such as seepage meters. / Gävle och Älvkarlebys kommuner är i behov av nya grundvattentäkter för att kunna försörja invånarna med dricksvatten i framtiden. Ett område som är av intresse för de två kommunerna är ett grundvattenmagasin i Uppsalaåsen intill Dalälven mellan Älvkarleby och Skutskär. Vid ett dricksvattenuttag kan vattenbalansen i magasinet ändras. I magasinet uppskattas grundvattenbildningen vara för låg för att pumpa upp nog mycket vatten och bibehålla en stabil dricksvattenförsörjning. När uttaget av grundvatten är högre än grundvattenbildningen sänks grundvattenytan och vatten flödar från andra delar av magasinet eller älven för att kompensera. Älvvattnet bedöms ha en stark hydraulisk koppling med grundvattnet, vilket innebär att det finns en risk att älvvattnet infiltrerar i magasinet och sänker kvalitén på framtida dricksvatten.Konsultföretaget Midvatten AB har i uppdrag att bedöma möjligheten till ett framtida dricksvattenuttag. Midvatten har som lösning anlagt stationer med sprinklerinfiltration för att i framtiden kunna infiltrera avhumifierat älvvatten som på sikt omvandlas till grundvatten. Denna konstgjorda infiltration är också tänkt att hindra älvvatten från att ta sig in i magasinet genom att förse magasinet med den mängd vatten som går förlorad av dricksvattenuttag. Hur mycket älvvatten som tar sig in till grundvattenmagasinet och når brunnarna vid ett framtida uttag och konstgjord infiltration, är dock oklart.Syftet med denna studie var att uppskatta flödet mellan åsens grundvattenmagasin och Dalälven och specifikt infiltrationen av älvvatten. Detta gjordes genom att utveckla en digital MODFLOW-flödesmodell i programmet GMS. Modellen kunde, med hjälp av uppmätta vattennivåer i grundvattenmagasinet och älven, räkna ut hur mycket vatten som flödade in från älven (infiltrerade). Den uträknade infiltrationen låg i genomsnitt på 3-25 l s-1. Infiltrationsmängden berodde på vilken brunn som vattnet pumpades ur, hur mycket som pumpades ut och hur mycket artificiell infiltration som tillfördes i de tre infiltrationsområdena under en period av 2017. Modellen användes även till att uppskatta flödet från älven för 28 tilltänkta scenarier under 2017 med konstant pumpning och konstgjord infiltration i de olika brunnarna och infiltrationsstationerna.Resultaten visade att modellen kunde uppskatta grundvattenmagasinets vattennivåer nära älven men inte på längre avstånd ifrån älven. Detta berodde på att magasinets hydrauliska parametrar inte var korrekt fördelade. Fördelningen kunde ha förbättrats om de baserats på jordarter från borrprotokoll istället för en jordartskarta. Modellen visade att mycket lite älvvatten flödar in i akviferen om vatten artificiellt infiltreras nära älven. För att resultaten av den här studien ska bli tillförlitliga krävs det att resultaten jämförs med andra metoder som använder sig av förslagsvis partikelspårningsmodeller, spårämnesstudier eller flödesmätningar av flodbädden.

This study explores shallow lake numerical hydrodynamic processes that support model development and validation, extreme events and effects of water circulation in Lake Victoria. Lake Victoria is the second largest freshwater lake in the world, and the largest in East Africa. It is the major freshwater reservoir and source for domestic, agriculture, industrial, fishery, and transport. The resources support livelihoods and ecosystem services for over 40 million people. The lake is severely affected by water quality degradation by pollution. This thesis aims at improving the understanding by following recommendation of the Lake Victoria Environment Management Project, Lake Victoria Basin Commission climate change adaptation strategy and action plan 2018-2023, Lake Victoria Basin Commission operational plan 2015-2020, and Lake Victoria Basin Commission report. These reports suggested detailed lake bathymetry survey, modelling of lake flow, study of lake hydrometeorological processes by modelling and simulation, to identify extreme weather events, assess water circulation effect, and study lake pollution near the shore. A numerical hydrodynamic model was built in the COMSOL Multiphysics (CM) software for assessing lake flows and water turn-over from river inflows which carry pollution. The work included the development of systematic methods for lake bathymetry that are relevant for lake numerical and hydrodynamic modelling. The hydrometeorological driven simulation model was employed to assess lake water balance, water circulation and soluble transport. Paper 1 creates a bathymetry from several methods and from several data sources, and a vertically integrated free surface flow model was implemented in CM. The model was used to investigate outflow conditions, mean velocities driven by river inflow, outflow, precipitation and evaporation. It is shown to be exactly conservative and give water level variation in reasonable agreement with measurements. The results indicate that the shallow water model is close to linear. An outflow model, linear in water level, predicts water level reasonable agreement with measurements. The findings suggest that the model should consider wind stress driven flow to provide more accurate lake flow behavior. Paper 2 performed an assessment of the hydro-meteorological processes and extreme weather events that are responsible for changing the characteristics of lake water balance, and changing streamflow variations, and lake transportation. We compare historical data over a long time with data from the model including water balance, sources of data uncertainty, correlations, extreme rain and inflow years, and seasonal variations. Solute loading and transportation was illustrated by tracing the water from the river inflows. The results indicate that the lake rainfall has a strong seasonal variation with strong correlations between tributary inflows and precipitation, and between lake outflow and water level. The tracer transport by mean flow is very slow. Flow increases somewhat in wet periods and is faster in the shallow Kenya lake zone than in the deeper Uganda and Tanzanian lake zones, where the major inflow, from the Kagera River, appears to strongly influence transportation. / Denna studie undersöker med numerisk metodik hydrodynamiska processer i den mycket grundaVictoriasjön och hur de påverkas av extrem väderlek, inflöden, och nederbörd. Victoriasjön är denandra största sötvattensjön i världen, och den största i Afrika. Den är färskvattenförråd och källa förhushåll, jordbruk, industri, fiske och transporter. Resurserna ger livsuppehåll och ekosystemtjänsterför mer än 40 miljoner människor. Sjön är utsatt för allvarliga föroreningar som försämrarvattenkvaliteten. Detta arbete avser att förbättra förståelsen genom att följa rekommendationer somgivits ut av Lake Victoria Environment Management Project (LVEMP), och Lake Victoria BasinCommissions (LVBC) rapporter om strategi för anpassning till klimatförändringar, åtgärdsplan2018-2023 och översiktsplan 2015-2020. Rapporterna föreslår detaljerad genomgång avdjupkartor, modellering av strömning i sjön i syfte att identifiera extrema väderhändelser,undersöka vattencirkulationen, och studera föroreningarna nära stränder. En hydrodynamisknumerisk modell har byggts i simuleringspaketet COMSOL Multiphysics (CM) för uppskattning avströmning och vattenutbyte från förorenade inflöden. Arbetet innefattade utveckling av metoder förvattendjups-modeller för hydrodynamiska studier. Simuleringsmodellen drivs avhydrometeorologiska data och används för vattenmängds-balans, cirkulation ochföroreningstransport.Artikel 1 skapar vattendjupskartan från flera data-mängder med olika metoder. En vertikaltintegrerad modell med fri yta implementerades i CM. Modellen ger vertikalt medelvärdesbildadehastigheter drivna av flodinflöden, utflöde, nederbörd och avdunstning. Modellen representerarvattenbalansen exakt och ger variationer i vattennivå i rimlig överensstämmelse med mätningar.Resultaten antyder att modellen är nära linjär och tids-invariant. En utflödesmodell ansatt somlinjär i vatten-nivån kan anpassas noggrant till historiska data. Bättre realism kan uppnås omvindens pådrivande verkan inkluderas.Artikel 2 går igenom de hydro-meteorologiska processer och extrema väder-händelser som ändrarvattenbalans, strömningsmönster och transport. Vi har jämfört data över femtio år med modellens,inkluderande vattennivå, källor för osäkerhet i data, korrelationer, år med extrema regn ochinflöden, och årstidsvariationer. Resultaten tyder på att nederbörden varierar kraftigt medårstiderna, och signifikanta korrelationer ses mellan nederbörd och inflöden, och mellan utflöde ochvattennivå.Transport av lösliga föroreningar illustrerades genom spårning av vatten från de olika inflödena.Spårämnestransport med vertikalt medelvärdesbildade hastigheter är mycket långsam.Strömningen ökar något i våta årstider och är snabbare i den grunda zonen i Kenya än i de djuparedelarna i Uganda och Tanzania. Det största inflödet som kommer från Kagera tycks ha stor inverkanpå transporten. / <p>QC 20191106</p>