Wind tunnel tests is a necessity when it comes to study of aerodynamic flow field around vehicle in its development process. However, there are certain limitations on physical wind tunnel tests during vehicle development process. This includes high running costs and interference effects due to blockage and boundary conditions. Hence, one of the main objective of this thesis is to study the effect of these boundary conditions and interference by a physical wind tunnel numerically in a virtual wind tunnel in straightline and steady crosswinds scenario. Furthermore, accuracy of different wind tunnel correction methods is studies. Lastly, effects of rounding of A and C pillars on aerodynamic flow field is investigated. The open scenario is used as a baseline for comparison. Blockage ratio of virtual wind tunnel is 8%. Windsor model with two different backlight angles have been used for this study. It has been observed that solid and wake blockage contribute to an increase in drag in wind tunnel. Furthermore, lift coefficient increases and drag coefficient increases when floow is stationary when compared to moving floor. It is also noted that different correction methods are suitable based on flow characteristics and scenarios considered. It is difficult to understand which method to apply without extensively understanding the flow characteristics. Lastly, rounding of A-pillar results in reduction of drag and lift coefficient for both models. Under yawed condition, rounding of A-pillar results in reduction of yaw moment coefficient. Rounding of C-pillar results in increase in drag coefficient and increase in lift coefficient for Windsor model with 25°slant angle. However, when the same model is kept at yaw, rounding of C-pillar result in reduction in drag coefficient, decrease in lift coefficient and yaw moment coefficient. / Vindtunneltester är nödvändiga när man studerar det aerodynamiska flödet runt ett fordon under utvecklingsprocessen. Fysiska vindtunneltester för utveckling av fordon har dock begränsningar som höga driftskostnader och inflytandet av interferenseffekter på grund av blockage och randvillkor. Ett av de huvudsakliga målen för detta examensarbete är därför att studera effekterna av randvillkor och interferens-effekter genom att studera dessa fysikaliska effekter numeriskt i en virtuell vindtunnel. Detta studeras både för vinden rakt framifrån och i ett scenario med sidovind. Dessutom har vi studerat hur noggranna olika vindtunnel-korrektioner är. Vi har slutligen utvärderat hur rundade A och C stolpar påverkar det aerodynamiska flödet. Den virtuella vindtunneln har ett blockage av 8% och har jämförts med ett öppet scenarium med minimal blockage. För denna studien har Windwor modellen använts med två olika bakvinklar. Det har observerats att både geometrisk blockage och blockage från vaken bidrar till en ökad motståndskoeffieienct i vindtunneln. Det kan även konsteteras att nedåtkraften minskar och motståndskoefficienten ökar när golvet är stationärt jämfört med ett rullande golv. Det noteras att lämplighetten för olika korrektionsmetoder är beroende av flödets karaktäristik och typ av scneario. Det är svårt att avgöra vilken metod som bör användas utan en djupgående förståelse av flödets karaktäristik. Det kunde också konstateras att rundade A stoplar resulterar i en reducerad motståndskoefficient och nedåtkraft för båda modellerna. Vid sidovind resulterar rundade A stolpar i en reduktion av girmomentet. Rundade C stolpar resulterar i ett ökat motstånd och reducerad nedåtkraft för Windsor modellen med 25 graders bakvinkel. När samma modell används vid sidovind resulterar rundade C stolpar i ett reducerat motstånd samt ökad nedåtkraft och girmoment.

Iron ore export remains a major player in the Swedish economy to date, with 90% of all iron ore produced in Europe stemming from the relatively small northern country. A large amount of this ore is transported from the mines to harbours for world-wide freight on railways. On such railway is the SwedishIron-ore Line running from Kiruna to Riksgränsen, connecting to the Norwegian Ofoten line which continues to Narvik. The line has the highest permissible axle-load in Europe at 30 tonnes, which poses challenges in its own. Historically, damage on the high rail of curves have been problematic, butremedies introduced in the form of wear adapted rail profiles has brought light to a new issue. Lowrail spalling damage, caused by rolling contact fatigue (RCF) has been problematic on the line, as it reduces the life of the rails and increases maintenancecosts. It is believed that a major factor to this damage is the track gauge width. The current limit values for maintenance of the track gauge is set at 1450mm, a figure derived from empirical studies. It is therefore the wish of the infrastructure manager Trafikverket to investigate the effect the gaugewidth has on this RCF induced damage, in order to review current maintenance practices. By applying current state of the art in rail vehicle dynamics simulations and contact mechanics, the current maintenance limit has been investigated.The outcome of said investigation has yielded a foundation of support for the current maintenance limit, as it closely aligns with where damage is calculated to form at a significantly higher rate than at lower gauges. / Malmexport utgör idag en av de största pelarna av Sveriges ekonomi och står ensamt för produktionen av 90% av all järnmalm som produceras i Europa. En stor del av denna malm transporteras från gruvorna till hamnar för vidare frakt på fartyg med hjälp utav järnvägar. En sådan järnväg är den Svenska Malmbanan som går mellan Kiruna och Riksgränsen, med direkt anslutning till norska Ofotenbanan som fortsätter till Narvik. Banan är den tyngsta i sitt slag i Europa med en största tillåten axellast på 30 ton, vilket innebär egna utmaningar. Rälskador på ytterrälen i kurvor har tidigare varit problematiska, men tidiga åtgärder i form av slitageanpassade rälprofiler har motverkat dessa, och istället skänkt uppmärksamhet åt ett annat problem. Ytsplittring på innerrälen i kurvor, orsakat av rullkontaktutmattning har varit problematiskt, då det reducerar rälens livslängd, och ökar underhållskostnaderna. En faktor som tros påverka dessa skador kraftigt är spårvidden. Den nuvarande spårviddsgränsen för banan är satt till 1450mm och är baserad på tidigare empiriska studier. Det är därför den svenska infrastrukturägaren, Trafikverkets, önskan att utreda effekten av spårvidden på rullkontaktutmattnings initierade skador. Genom att applicera den senaste kunskapen inom fordonsdynamiska simuleringar och kontaktmekanik, har den nuvarande underhållsgränsen utretts. Den nämnda utredning har resulterat i en grund som stöttar den nuvarande underhållsgränsen, då den nära överensstämmer med den plats där skadorna ökar mycket kraftigt i förhållande till smalare spårvidder.

Silencers are used in vehicles to reduce the noise in the engine system. However,silencers themselves may produce break-out noise due to the interactionwith the exhaust gas ow and structure. In this Master thesis project, thenumerical simulation of vibrational behavior of housing plates of silencers isdeveloped.The housing plate is composed of two steel plates and a brous materiallayer. Measurement results show that the brous material has good dampingeect to decrease the vibration and radiated sound of steel plates. Steel platesare connected by spot welding. Modeling of spot welds can improve themodal assurance criterion between simulation and measurements. Interfacedamping is introduced into the simulation models to simulate the contacteect between two steel plates so that the simulated amplitude can have agood agreement with measurement result.Several numerical models of brous material are investigated. The Mikimodel is not chosen for the nal result due to the limit of range of frequencies.The rigid frame model can simulate the sound absorption but is unfeasible forthe simulation of vibration. The limp frame model can simulate the vibrationof light glass wool but cannot simulate the vibration of heavy glass wool.Finally, the Biot-Allard model which is a poro-elastic model is investigatedfor the nal result. The simulation results show good agreement with themeasurement result. / Ljuddampare anvands i fordon for att anvands for att minska buller i motorsystemet. Ljuddampare kan emellertid sjalva producera utbrottsbuller pagrund av samspelet mellan avgassodet och ljuddampare. I detta examensarbeteutvecklas den numeriska simuleringen av vibrationsbeteende hos husplaterfor ljuddampare.Husplaten bestar av tva Platar av stal och ett brost materiallager. Resultatenav matningen visar att det brosa materialet har god dampningseektfor att minska det utstralade ljudet och vibrationen hos platerna. platernaansluts med punktsvetsning. Modellering av punktsvetsar kan forbattra kriterietfor modal forsakring mellan simulering och matning. Dampning avgranssnitt infors i simuleringsmodellerna for att simulera kontakteektenmellan tva platar sa att simuleringsamplituden kan ha ett bra overensstammelse med matresultatet. Flera numeriska modeller av brost material undersoks i detta projekt. Miki-modellen anvands inte for slutresultatet pa grund av gransen for frekvensomraden. Stiv modell kan simulera ljudabsorptionen men ar omojligfor simulering av vibrationer. Limpmodell kan simulera vibrationer av lattglasull men kan inte simulera vibrationer av tung glasull. Slutligen undersoksBiot-Allard-modellen som ar en poro-elastisk modell for slutresultatet. Simuleringsresultatenvisar bra overensstammelse med matresultatet.

Electrification is one of the mega-trends in the transportation and automotive industry today. Boththe alarming environmental conditions and the ever decreasing fuel reserves are driving the shifttowards hybrid, all electric and alternative fuel source vehicles. This thesis work is another smallstep towards studying, addressing and handling this issue while also laying the groundwork for developingand moving towards more efficient and commercially viable vehicles.This thesis work aims at investigating the trade-off offered by optimal control techniques betweenenergy consumption and reference tracking for torque allocation to the various actuators available topropel a hybrid electric vehicle. The particular vehicle under consideration has two electric motorsat the rear wheels and an internal combustion engine along with an integrator starter generatordriving the front wheels. The torque allocation problem is originally solved by proposing a one stageoptimization strategy (OSOS) that takes into account actuator limits, losses, and objectives throughconstraints. The performance of this formulation is presented over two simulated test tracks on apareto front where the advantage on relaxing complete reference tracking becomes visible. Next,two new formulations each as a two stage optimization strategies (TSOS) are proposed, the mainobjective being to split the original formulation into two parts. One addressing energy optimalityand the other addressing reference tracking of total wheel torque and yaw moment request fulfilment.These formulations are then similarly investigated and presented in comparison with the originalformulation. In developing the formulations, an assumption about the loss models is made andthe problem size of the second stage quadratic program is significantly reduced. The problems areappropriately scaled and made mathematically robust to handle the constraints and inputs in theoperating range. As reference tracking for the vehicle is split into lateral and longitudinal torquerequests from the vehicle, this becomes a multi-objective optimization problem. To further studythe behaviour of these formulations, they are given constant inputs and simulated over a single timestep. The effect of changing hybridization level, i.e, the amount of electrical energy used comparedto fuel energy on the behaviour of these formulations is also explored. One of the effects of the twostage formulations was the confinement of solutions within a reasonable error for the majority ofchosen weights due to the energy considerations in the first stage. The proposed formulations wereable to generate results close but not equal to the original formulation on the pareto front. Anotherfinding was that due to the implementation of two actuators at the rear of the vehicle, a desired yawrate could be achieved at no additional energy cost because of regenerative and propulsive torquesgenerated respectively on either side of rear axle for torque vectoring. Furthermore with a dedicatedsolver, the TSOS could present an interesting alternative to enhance independent development invehicle dynamics control and energy management of the vehicle. / För att minska miljöpåverkan av utsläpp från bilkörning är det ett ökat fokus på elektrifieringav bilar och förnybara bränslen. Detta examensarbete försöker att bidra till smartare användningav energiresurser under körning. Syftet är att bygga upp kunskap om effektiv energihantering ihybridfordon. En optimeringsbaserad reglerteknik används för att allokera drivmoment till olikaaktuatorer på drivlinan av ett hybridfordon och bestämma en balans mellan energieffektivitet ochmomenthantering för bättre körbarhet. Det studerade hybridfordonet har två elektriska motorermonterade på bakaxeln därtill har en förbränningsmotor och integrerad startmotor och generator påframaxeln. Momentallokeringsproblemet är ursprungligen löst med hjälp av en optimeringsstrategisom sker i ett steg som tar hänsyn till exempelvis systemets begränsningar och energiförluster.Denna formulering är förändrad för att skapa två olika formuleringar av en optimeringsstrategi somsker i två steg. Prestandan för de olika strategierna jämförs därefter på två olika simulerade testbanoroch visualiserades med hjälp av en paretofront. Syftet med att dela upp beräkningen i tvåsteg är för att göra det modulärt och förenkla gränssnittet mellan fordonsdynamik och fordonsenergihantering.Med denna uppdelning kan det ske oberoende forskning och utveckling inom bådaområdena. Det första steget hanterar energin och det andra steget hanterar hur väl systemet kanuppnå referensfördelningen av drivmoment och girmoment. De nya formuleringarna är baserade påen antagen förlustmodell och är omvandlade via skalning för att därefter jämföras med den ursprungligaformuleringen för att identifiera unika beteenden. En effekt av två-stegsformuleringen var attlösningarna begränsades inom ett rimligt felområde som en följd av energihanteringen i det förstasteget . Lösningarna från två-stegsformuleringen kom väldigt nära resultaten för den ursprungligaformuleringen. Två-stegsformuleringen kan vara ett bättre alternativ för att ha en modulär reglersystemsarkitekturom den kan utvecklas vidare med en dedikerad programvara i fordonets styrenhetsom använder ett lämpligt sätt för att räkna ut det optimeringsproblemet.

Vehicle body durability evaluation strongly relies on the possibility of testing areal prototype on different testing surfaces, such as proving grounds, test rigsand real roads. Although many efforts have been made to reduce time requiredfor testing, this still remains one of the main resource-demanding phases in avehicle development. As direct consequence, more and more companies aim tooptimise and to improve vehicle development by means of CAE tools.This master thesis is a step towards virtual testing of a vehicle body, aimingto investigate and to select the most important measurements for a bodydurability evaluation and to reproduce an invariant excitation that could beapplied to other vehicle models for new durability assessments without theneed of real measurements from other models. Moreover, a comparison betweenfrequency-based methods and time-based methods and their differences werehighlighted and the validity of ISO8608:2016 discussed.The method relied on small sets of simple and easy-to-get internal measurements,called desired signal, that allowed back-calculation of wheel hubdisplacements and other excitations by means of the product of the model’stransfer function and desired signal. Then, the iteration procedure allowedto drastically reduce the error between the desired signal and the computedone and it proved to be essential in the process. Thanks to this procedure,damage information of also the not-measured signals could be computed andtheir damage assessed and thus available for durability purposes. Moreover, thechance of applying the same measurements taken from a real vehicle to a modelof a newer generation was investigated. This would avoid the need of buildinga running prototype, allowing a more accurate durability assessment alreadyavailable in the pre-design phase.As a result, using a specific set of 8 measurements, other 22 other forces,displacements and velocities of several components were precisely reproduced,showing that not all measurement are equally valuable in a durability evaluation.A method for the measurement selection, called Observability Method, wasthen developed and compared with a set of measurements selected by meansof experience, showing a better convergence of the pseudo damage and similarpseudo damage values. Eventually a small set of measures from an older carwas applied to a newer version. It was proved that a detailed knowledge ofthe car model is needed, in order to successfully back-calculate the relevantmeasurements. / Utvärderingen av fordonskarossens tålighet förlitar sig starkt på möjlighetenatt testa en verklig prototyp på olika testytor, så som övningsfält, testriggaroch riktiga vägar. Även om flertalet insatser gjorts för att reducera testtidensom krävs, kvarstår denna som en av de mest resurskrävande faserna vidproduktutvecklingen av ett fordon. Som en direkt följd strävar fler och flerföretag mot att optimera och förbättra fordonsutvecklingen med hjälp av CAEverktyg.Detta examensarbete är ett steg mot virtuell testning av en fordonskaross,för att undersöka och välja de viktigaste mätsignalerna för en utvärdering aven fordonskaross tålighet, samt att återskapa en oföränderlig excitation somkan tillämpas på andra fordonsmodeller inför nya tålighetsbedömningar, utanbehovet av verkliga mätningar från andra modeller. Dessutom belystes enjämförelse mellan frekvensbaserade metoder och tidsbaserade metoder och derasskillnader, och giltigheten hos ISO8608:2016 diskuterades.Metoden förlitade sig på ett fåtal uppsättningar enkla och lättillgängliga internamätningar, som kallas för önskad signal, som möjliggjorde beräkningar avhjulnavsförskjutningar och andra excitationer baserat på modellens överföringsfunktionoch den önskade signalen. Då kunde iterationsproceduren drastisktreducera felet mellan den önskade signalen och den beräknade signalen ochdetta visade sig vara avgörande i processen. Tack vare denna procedur, kundeinformation om skada hos även de icke-uppmätta signalerna beräknas och derasskador fastställas och därmed bli tillgängliga för tålighetsändamål. Dessutomundersöktes chansen att tillämpa samma mätningar som tagits från ett verkligtfordon till en modell av en nyare generation. Detta skulle undvika behovet attbygga en körbar prototyp, vilket möjliggör en mer exakt tålighetsbedömningsom redan är tillgänglig i förkonstruktionsfasen.Som ett resultat av detta, med användning av en specifik uppsättningav 8 mätsignaler, kunde 22 andra, förskjutningar och hastigheter hos flerakomponenter exakt reproduceras, vilket påvisar att inte alla mätsignaler är likavärdefulla i en tålighetsbedömning. En metod för urvalet av mätsignaler, kalladObservability Method, utvecklades därefter och jämfördes med uppsättningarav mätdata, utvalda utifrån erfarenhet. Den utvecklade metoden visar enbättre konvergens av pseudoskador och liknande pseudoskadevärden. Slutligenapplicerades en liten uppsättning mätdata från en äldre bil till en nyare version.Resultaten visade att en detaljerad kunskap om bilmodellen behövs för attframgångsrikt kunna beräkna de relevanta mätsignalerna.

In this project, a chassis concept has been developed for a battery-powered autonomousvehicle. The vehicle is intended to be used at an airport for transporting people betweendifferent terminals. The objective is to develop a chassis which is anchored with modernrequirements and futuristic research based on conventional chassis design methods in orderto find an optimal solution for this specific vehicle. Literature studies have been conductedon future batteries, types of chassis, chassis materials, and optimal cross-sections. Thechassis materials have also been analyzed from an environmental perspective and life cycleanalysis (LCA). Based on this, it was found that the “skateboard” chassis model was optimalfor the intended vehicle while Advanced High Strength Steel (AHSS) proved to be the mostsuitable material for the load-bearing structure. It is essential to keep in mind that thisproject has been carried out on a conceptual level within the framework of a degree project.This master thesis project aims to provide a solid benchmark for further development andresearch within the subject. / I detta projekt har ett chassi koncept tagits fram för ett batteridrivet autonomt fordon. Fordonet är tänkt att användas på en flygplats för att transportera människor mellan olikaterminaler. Syftet är att chassit skall vara förankrat med moderna krav och futuristiskforskning genom att uppdatera och jämföra klassiska metoder inom chassi utveckling föratt hitta en optimal lösning för det specifika fordonet. Litteraturstudier har genomförts ochberört bl.a. framtida batterier, chassi typer, chassi material samt optimala tvärsnitt. Chassimaterialenhar även analyserats ur ett miljöperspektiv och livscykelanalys. Baserat på dettakunde det konstateras att ett chassi med en ”skateboard” utformning är optimal för detavsedda fordonet varav kolstål visade sig vara det mest lämpade materialet för den bärandestrukturen. Det är viktigt att ha i åtanke att detta projekt har utförts på en konceptuellnivå inom ramarna för ett examensarbete. Detta examensarbete inom fordonsteknik syftartill att ge en stabil grund för vidareutveckling och forskning inom ämnet.

Carrying around 80-90% of world volume of goods, the shipping industry has a considerable environmental impact. The International Maritime Organization (IMO) fixed a 50% greenhouse gases emission reduction target by 2050 with respect to 2008 levels. Toward the objective of sustainable shipping, Wallenius Marine, together with KTH Royal Institute of Technology and SSPA Sweden, launched the project to develop a wind powered pure car carrier ship. The 200 meters long vessel is powered by four 360 degrees rotating upright wings that allow sailing in all conceivable wind conditions. The implementation of such concept strongly depends on the aerodynamic properties of the multi-wings system. However, its assessment is challenging due to flow interactions between the wings.The main goal of the study is to investigate and find a suitable wing design and configuration to propel the ship only using wind power, ie when the installed engine power is off. The first task of this study was to determine the reliability and limitations of the aero-modelling tools developed by KTH including a 2D wing trimming optimizer and a vortex lattice method code. Flapped-wing and symmetrical wing (NACA-4 digits profiles) rig designs have been investigated. The flapped wing profile enhances by 30% the thrust power of the multi-rig system compared to a symmetrical wing profile for same arrangement on deck and total sails area. The “rectangle” disposition of the rigs on deck appeared to be more performant than the in-line arrangement. Indeed, this configuration allows to sail with a larger range of incident wind angles (closer to the wind) and with higher vessel’s speed than the base design one. Further numerical testing using more accurate tools that can take turbulence effects into account, such as CFD and model testing in wind tunnel or real conditions may be done to validate the conclusions raised by this study. / Sjöfarten står för cirka 80-90% av den sammanlagda globala transportvolymen och har en betydande miljöpåverkan. IMO1 har satt upp som mål att utsläpp av växthusgaser skall halveras fram till 2050 med avseende på 2008 års nivåer. I ett steg mot målet om hållbar sjöfart inledde Wallenius Marine tillsammans med Kungliga Tekniska Högskolan och SSPA Sverige ett projekt för att utveckla ett av vindkraft drivet bilfraktsfartyg. Det 200 meter långa fartyget drivs av fyra stycken, 360 grader roterbara, upprättstående vingar som möjliggör segling under alla tänkbara vindförhållanden. Genomförandet av ett sådant koncept beror starkt på vingarnas aerodynamiska egenskaper. Att bedöma prestandan för detta komplexa system är utmanande på grund av intrikata flödesinteraktioner vingar sinsemellan.Studiens huvudmål är att finna bästa möjliga konstruktion för den aerodynamiska nordningen då fartyget drivs uteslutande med vindkraft, alltså då den installerade motoreffekten inte brukas. Den första uppgiften för denna studie var att bestämma användningsområdet för de flygmodelleringsverktyg som utvecklats av KTH inklusive en 2D-wing-trimningsoptimerare och en VLM-kod (Vortex Lattice Method). Riggkonstruktioner med klappvingar och symmetrisk vinge (NACA-4-siffror) har undersökts. Vingar med klaffar kan förbättra de aerodynamiska egenskaperna med 30% kontra vingar med symmetrisk vingprofil. Att placera vingarna i en rektangel tycks vara fördelaktigt mot att placera dem i linje. Denna konfiguration medger segling under ett större vindvinkelområde, dvs ’närmare vinden’, och med högre fartygshastighet än grunddesignen. Ytterligare utvärdering med noggrannare verktyg som tar hänsyn till turbulenseffekter, såsom CFD, modelltestning i vindtunnel eller skalade tester under verkliga förhållanden kan göras för att validera slutsatserna av denna studie.

Combustion engines in boats cause several environmental problems, such as greenhouse gas emissions and acidication of oceans. Most of these problems can be reduced by replacing the combustion engines with electric boats. The limited range is one of the main constraints for electric boats, and in order to decrease the energy consumption, applicable resistance prediction methods are necessary in the hull design process. X Shore, which is a start-up company in the electric boat sector, lacks a systematic way of predicting resistance in an early design phase. In this study, four well-known methods - CFD, Holtrop & Mennen, the Savitsky method and model test - have been applied in order to predict resistance for a test hull. The study is limited to bare hull resistance and calm water conditions. CFD simulations are applied using the software ANSYS FLUENT 19:0. The simulations were based on the Reynolds Average Navier-Stokes equations with SST k-ω as turbulence model together with the volume of fluid method describing the two-phased ow of both water and air surrounding the hull. The semi-empirical methods, Holtrop & Mennen and the Savitsky method, are applied through a program in Python 3, developed by the authors. The results from each method have been compared and since model tests have been conducted outside of this study, the model test results will serve as reference. To evaluate the methods, a number of evaluation criteria are identied and evaluated through a Pugh Matrix, a systems engineering tool. Holtrop & Mennen predicts the resistance with low accuracy and consistency, and the error varies between 2:2% and 70:6%. The CFD simulations result in acceptable resistance predictions with good precision for the speeds 4 - 6 knots, with an average deviation of the absolute values as12:28% which is slightly higher than the errors found in previous studies. However, the method shows inconsistency for the higher speeds where the deviation varies between 1:77% and - 43:39%. The Savitsky method predicts accurate results with good precision for planing speeds, but also for the speeds 7 and 8 knots. The method is under-predicting the resistance for all speeds except for 7 knots, where the total resistance is 10:7% higher than for model tests. In the speed range 8 - 32 knots, the average error is an under-estimation of 17:58%. Furthermore, the trim angles predicted by the Savitsky method correspond well with the trim angles from the model test. In conclusion, the recommendation to X Shore is to apply the Savitsky method when its applicability criteria are fulfilled, and CFD for the lowest speeds, where the Savitsky method is not applicable. / Förbränningsmotorer i båtar orsakar era miljöproblem, som exempelvis utsläpp av växthusgaser och försurning av hav. De flesta av dessa problem kan minskas genom att ersätta båtar med förbränningsmotorer med elbåtar. Den begränsade körsträckan är en av de största begränsningarna för elbåtar, och för att minska energiförbrukningen behövs metoder för att uppskatta motståndet under designstadiet. X Shore, ett startup-företag i elbåtsbranchen, saknar ett systematiskt tillvägagångssätt för att uppskatta motstånd i tidiga skeden i designprocessen. I den här studien har fyra välkända metoder - CFD, Holtrop & Mennen, Savitsky-metoden och modelltester - applicerats för att uppskatta motståndet hos ett testskrov. Studien är begränsad till ett skrov utan bihang och lugnvattenmotstånd. CFD-simuleringar har gjorts i mjukvaran  ANSYS FLUENT 19.0. Simuleringarna är baserade på Reynolds Average Navier-Stokes ekvationer och turbulensmodellen SST k - ω har använts tillsammans med metoden volume of fluid som beskriver ödet av både vatten och luft runt skrovet. De semi-empiriska metoderna, Holtrop & Mennen och Savitsky-metoden, har applicerats genom ett program i Python 3 som utvecklats av författarna. Resultaten från alla metoder har jämförts, och eftersom modelltester genomförts på detta skrov tidigare har de resultaten använts som referensvärden. Ett antal kriterier har identifierats och en Pugh-matris har använts för utvärdering av metoderna. Holtrop & Mennen uppskattar motståndet med låg noggrannhet och precision, felen varierar mellan 2:2% och 70:6%. CFD-simuleringarna ger acceptabla resultat av motståndsberäkningarna för hastigheterna 4 - 6 knop, med ett genomsnittligt absolut fel på 12:28% vilket är något högre än avvikelserna presenterade i tidigare studier. För högre hastigheter uppvisar metoden lägre precision där avvikelsen varierar mellan 1:77% och - 43:39%. Savitsky-metoden ger resultat med hög noggrannhet och god precision för planingshastigheter, men även för hastigheterna 7 och 8 knop. Metoden underskattar motståndet för alla hastigheter förutom för 7 knop där motståndet är 10:7% högre än för modelltesterna. I hastighetsintervallet 8 - 32 knop är det genomsnittliga felet en underskattning på 17:58%. Vidare överensstämmer trimvinkeln från Savitsky-metoden bra med resultaten från modelltesterna. Sammanfattningsvis rekommenderas X Shore att använda Savitsky-metoden när dess kriterier för tillämplighet är uppfyllda och CFD för de lägsta hastigheterna när Savitsky-metoden inte är tillämpbar.

The deployment of long combination vehicles (LCVs) is currently in progress in Sweden. LCV refers to heavy vehicles that are longer than 25.25 m, which is the conventional length limit in Swedish regulations. LCVs reduce operational costs, improve fuel efficiency and reduce CO2 emission per ton-km. Despite their numerous advantages, a question that still revolves around these vehicles is how they perform on the road. Although this question has been answered using simulations, an analysis using real traffic data is still missing.  This thesis assesses the performance of LCVs using naturalistic driving data (NDD). The performance assessment is done using Performance-based standards (PBS) measures. PBS is a regulatory scheme for heavy vehicles, such as LCVs, that includes performance measures with a quantified required level of performance. The main PBS measures used in this thesis are rearward amplification, low-speed swept path, high-speed transient offtracking, and high-speed steady-state offtracking. Rearward amplification represents the amplification of motions in the rear end of a vehicle combination, which relates to its stability, and the remaining three are indicative of the space that the vehicles occupy in different scenarios. The steering reversal rate is also employed to compute the cognitive workload of the drivers in low-speed scenarios.  Two LCV combinations are considered for analysis, namely an A-double composed of a tractor-semitrailer-dolly-semitrailer/tractor-semitrailer-full trailer and a DuoCAT composed of a truck hauling two centre-axle trailers. Four scenarios are of interest to this thesis: lane changes, manoeuvring through roundabouts, turning in intersections and negotiating tight curves. The thesis presents three contributions outlining the analysis methodologies, followed by a discussion of the results obtained from the analysis.  The first contribution involves developing an algorithm to extract lane changes from the NDD of LCVs. The algorithm is used against the data obtained from A-doubles. The results indicate that A-doubles adhere to proposed safety limits during lane changes.  The second contribution assesses the performance of A-double in round-abouts using NDD. Various roundabouts with different radii are considered. The vehicle occupies more space with lower radius roundabouts than higher radius roundabouts. The space occupied in all the cases is below the proposed safety limit. However, steerable axles might be needed for smaller roundabouts than those considered in this study. Additionally, the driver’s cognitive work-load is found to vary with the roundabout’s radius, with drivers navigating higher-radius roundabouts more easily.  The third contribution deals with the performance evaluation of DuoCAT across four scenarios, followed by the comparison with A-double. The results indicate that the A-double and the DuoCAT are stable and have good tracking performance in most cases. The A-double is observed to be slightly more stable in lane changes, whereas the DuoCAT has slightly better manoeuvrability at low-speed scenarios such as roundabouts and intersections. / Introduceringen av långa fordonskombinationer (LCV) pågår för närvarande i Sverige vilket ger en möjlighet att minska driftskostnader samtidigt som bränsleeffektiviteten förbättras och koldioxidutsläppen per ton-km reduceras. LCV avser tunga fordon som är längre än 25,25 meter, vilket är den konventionella längdgränsen enligt svenska regler. Trots fördelarna är en fråga hur dessa fordon presterar på väg. Den här avhandlingen studerar och analyserar den frågan med hjälp av naturalistisk kördata (NDD) från experiment med LCV. Prestandabedömningen görs med hjälp av prestandabaserade standarder (PBS). PBS är ett regleringssystem för tunga fordon, såsom LCV, som kvantifierar och kravställer fordonets beteende. De huvudsakliga PBS-måtten som används i denna avhandling är bakåtförstärkning, spåravvikelse och svept area i låg hastighet. Bakåtförstärkning representerar förstärkningen av rörelser från den främre till den bakre delen av en fordonskombination, vilket relaterar till dess stabilitet, och de två återstående indikerar det utrymme som fordonen upp-tar i olika scenarier. Dessutom används styråtervändningshastigheten (SRR) för att beräkna förarnas kognitiva arbetsbelastning vid låga hastigheter, exempelvis vid körning i rondeller och korsningar. Två LCV varianter studeras i denna avhandling, en A-dubbel bestående av dragbil-påhängsvagn-dolly-påhängsvagn/dragbil-påhängsvagn-släpvagn samt en Duo-kärra bestående av en lastbil som drar två släpvagnar med centrerade ax-lar. Fyra scenarier är av intresse för denna avhandling: filbyten, manövrering genom rondeller, svängning i korsningar och körning i snäva kurvor. Avhandlingen presenterar tre bidrag som beskriver analysmetoderna och efterföljande resultatdiskussioner. I det första bidraget utvecklas en algoritm för att extrahera filbyten från naturalistisk kördata av LCV fordon där metoden används på data från A-dubbelfordon. Resultaten indikerar att A-dubbelfordon håller sig till föreslagna säkerhetsgränser under filbyten. I det andra bidraget bedöms prestandan hos ett A-dubbelfordon i rondeller med hjälp av NDD. Olika rondeller med olika radier studeras. Fordonet upptar mer utrymme i rondeller med mindre radie jämfört med rondeller med större radie och det upptagna utrymmet ligger i alla undersökta fall under den föreslagna säkerhetsgränsen. För mindre rondeller än de som tas upp i denna studie kan styrbara axlar behövas. Dessutom visas att förarens kognitiva belastning varierar med rondellens radie där förare som navigerar större rondeller har en lägre kognitiv belastning. Det tredje bidraget handlar om prestandautvärdering av Duo-kärrafordon över fyra scenarier, följt av jämförelsen med A-dubbelfordon. Resultaten indikerar att både A-dubbelfordon och Duo-kärrafordon är stabila och har god spårningsprestanda i de flesta fallen. A-dubbelfordon observeras vara något mer stabil i filbyten, medan Duo-kärrafordon har något bättre manövrerbarhet vid låghastighetsscenarier som rondeller och korsningar.

The deployment of long combination vehicles (LCVs) is currently in progress in Sweden. LCV refers to heavy vehicles that are longer than 25.25 m, which is the conventional length limit in Swedish regulations. LCVs reduce operational costs, improve fuel efficiency and reduce CO2 emission per ton-km. Despite their numerous advantages, a question that still revolves around these vehicles is how they perform on the road. Although this question has been answered using simulations, an analysis using real traffic data is still missing.  This thesis assesses the performance of LCVs using naturalistic driving data (NDD). The performance assessment is done using Performance-based standards (PBS) measures. PBS is a regulatory scheme for heavy vehicles, such as LCVs, that includes performance measures with a quantified required level of performance. The main PBS measures used in this thesis are rearward amplification, low-speed swept path, high-speed transient offtracking, and high-speed steady-state offtracking. Rearward amplification represents the amplification of motions in the rear end of a vehicle combination, which relates to its stability, and the remaining three are indicative of the space that the vehicles occupy in different scenarios. The steering reversal rate is also employed to compute the cognitive workload of the drivers in low-speed scenarios.  Two LCV combinations are considered for analysis, namely an A-double composed of a tractor-semitrailer-dolly-semitrailer/tractor-semitrailer-full trailer and a DuoCAT composed of a truck hauling two centre-axle trailers. Four scenarios are of interest to this thesis: lane changes, manoeuvring through roundabouts, turning in intersections and negotiating tight curves. The thesis presents three contributions outlining the analysis methodologies, followed by a discussion of the results obtained from the analysis. / Introduceringen av långa fordonskombinationer (LCV) pågår för närvarande i Sverige vilket ger en möjlighet att minska driftskostnader samtidigt som bränsleeffektiviteten förbättras och koldioxidutsläppen per ton-km reduceras. LCV avser tunga fordon som är längre än 25,25 meter, vilket är den konventionella längdgränsen enligt svenska regler. Trots fördelarna är en fråga hur dessa fordon presterar på väg. Den här avhandlingen studerar och analyserar den frågan med hjälp av naturalistisk kördata (NDD) från experiment med LCV. Prestandabedömningen görs med hjälp av prestandabaserade standarder (PBS). PBS är ett regleringssystem för tunga fordon, såsom LCV, som kvantifierar och kravställer fordonets beteende. De huvudsakliga PBS-måtten som används i denna avhandling är bakåtförstärkning, spåravvikelse och svept area i låg hastighet. Bakåtförstärkning representerar förstärkningen av rörelser från den främre till den bakre delen av en fordonskombination, vilket relaterar till dess stabilitet, och de två återstående indikerar det utrymme som fordonen upp-tar i olika scenarier. Dessutom används styråtervändningshastigheten (SRR) för att beräkna förarnas kognitiva arbetsbelastning vid låga hastigheter, exempelvis vid körning i rondeller och korsningar. Två LCV varianter studeras i denna avhandling, en A-dubbel bestående av dragbil-påhängsvagn-dolly-påhängsvagn/dragbil-påhängsvagn-släpvagn samt en Duo-kärra bestående av en lastbil som drar två släpvagnar med centrerade ax-lar. Fyra scenarier är av intresse för denna avhandling: filbyten, manövrering genom rondeller, svängning i korsningar och körning i snäva kurvor. Avhandlingen presenterar tre bidrag som beskriver analysmetoderna och efterföljande resultatdiskussioner. / HCT-II