Carbon Fibre Reinforced Plastic (CFRP) is a material with high specific propertiesand good fatigue and vibration dampening characteristics, and can potentiallybe used instead of steel and aluminium in heavy duty vehicles. This work focuseson testing methodology and the fatigue properties of a unidirectional (UD)material in the 0° and 90°orientation, reproducing and validating the method developedby Wanner[1]. While conducting a fatigue test of a CFRP composite intension-tension fatigue, in-situ strain measurements were performed to examinethe gradual elongation of the specimen (as this relates to stiffness loss, i.e. fatiguedamage). An imaging methodology capturing the specimen at peak loading hasbeen developed, including a trigger mechanism that activates the camera at the desiredtime and cycle count, as well as a method of extracting the photograph ofthe specimen at maximum displacement, allowing for peak-to-peak comparison.A method improving specimen production output and consistency has been developed.SN-curves have been produced for both 0° and 90° fibre orientations.Micrography of sectioned specimen has been conducted. The study finds the fatiguelimit of the 0° specimen to be as high as 80% of the material tensile failurestrength, while results from the 90° study indicate a lower but inconclusivevalue. An attempt at qualitatively determining the factors causing the material behaviourhas been made and is deliberated upon. / Kolfiberförstärkt plast (CFRP) är ett material med höga specifika mekaniska egenskaperoch goda utmattnings- och vibrationsdämpande egenskaper, och kan potentielltersätta stål och aluminium i fordonsstrukturer. Detta arbete fokuserar på testmetodikoch utmattningsegenskaperna för ett enkelriktat material (UD) i 0° och90° orientering, reproduktion, validering och utveckling av metoden utvecklad avWanner [1]. Under genomförande av utmattningsprovning av en CFRP-komposit idrag belastning utfördes töjningsmätningar på plats för att undersöka den gradvisatöjningen av provet (eftersom detta avser styvhetsförlust, dvs utmattningsskada). Enavbildningsmetodik som fångar provet vid toppbelastning har utvecklats, inklusiveen utlösningsmekanism som aktiverar kameran vid önskad tid och cykelantal, samten metod för att extrahera fotografiet av provet vid maximal förskjutning, vilketmöjliggör jämförelse vid olika cykelantal. En metod som förbättrar provstavsproduktionoch kvalitet har utvecklats. S-N kurvor har skapats för både 0° och 90° fiberorientering.Mikrografi av snittprov har utförts. Studien indikerar at utmattningsgränsenför provet i 0° kan vara så hög som 80% av materialets dragfasthållfasthet,medan resultaten från 90° studie indikerar ett lägre men tvetydigt värde. Ett försökatt kvalitativt bestämma de faktorer som orsakar det materiella beteendet har gjorts.

The modern marine fuel system have a vital part in preparing the fuel before it can enter theengines. Hard particles and water are removed and the viscosity needs to meet limitationsof the engines, to prevent damage. The cost for operating the fuel system and wear on theengine varies depending on how the fuel system are operated and on surrounding parameters.This thesis explains the cost impact of di erent parameters on the total cost for operating afuel system and aims to create a total cost of ownership model that also considers the costsfor systems connected to the fuel system.The total cost of ownership model includes capital expenses for the equipment and the operationalexpenses in form of; energy, service, sludge storage, water production, risk and alsoincreased costs on connected systems.The result of this total cost of ownership research shows that even if there are an increasedcost for operating the fuel system itself for highest performance will the total cost of ownershipwhen considering connected systems be lower. The user are therefore always recommendedto aim for maximum separation of hard particles to decrease the cost for enginewear and to lower the total cost of risk for a breakdown. The total energy consumption forthe fuel system can be decreased by up to 15% when variable ow control are used on thesupply pumps and meanwhile increase the separation eciency. / Det moderna bränslesystemet har en viktig roll i att förbereda bränslet innan det kan förbrännas i fartygets motorer. Hårda partiklar och vatten avlägsnas, viskositeten måste också  hållas inom motorernas tillåtna gränser för att motverka slitage. Användare kostnaden för ett bränslesystem varier beroende på hur det används samt av vissa utomståendeparametrar. Den här analysen av totala ägandekostnaden är gjord för att kunna kopplakostnader på kringliggande system ombord med hur bränslesystemet används. Den totala ägandekostnadsmodellen innehåller inköpskostnader för bränslesystemet samt användare kostnaden i form av; energi, service, slamförvaring, vattentillverkning, kostnaden för risk och kostnaden på kringliggande system ombord. Resultatet av analysen är att ökade driftkostnader för bränslesystemet kan motiveras i form av att kostnaden för kringliggande system sjunker när bränslesystemet fungerar optimalt. Användaren kan därför rekommenderas att alltid sträva efter att få ut den fulla potentialen för bränslesystemet för att spara in på kostnader så som motorslitage och risk för motorhaveri. Den totala energiförbrukningen för bränslesystemet kan förväntas sjunka med 15% om pumpar med variabelt öde används till separatorerna samtidigt som separeringseffektiviteten ökar

Knowledge of vessel responses to waves is of the utmost importance for vessel operations.The responses affect which routes a vessel can take, what cargo it can carry, theconditions it’s crew will experience and much more. This can pose a problem for performanceoptimisation companies such as GreenSteam, partners in this project, for whomthe vessel transfer functions are generally not available.This project aims to use bayesian machine learning methods to infer transfer functionsand predict vessel responses. Publically available directional wave spectra are combinedwith highfrequencymotion measurements from a vessel to train a model to create thetransfer functions, which can be integrated to get the motions. If successful, this would bea relatively inexpensive method for computing transfer functions on any vessel for whichthe required measurements are available. Though not many vessels measure this datacurrently, the industry is moving towards more data collection, so that number is likely torise.The results identify a number of issues in the available data which must be overcome toproduce usable results from these methods. Though results are not optimal, they show apromising start and a route is proposed for future research in this area. / Kunskap om fartygens gensvar i vågor är av yttersta vikt för alla fartygsoperationer. Gensvarenpåverkar vilka rutter ett fartyg kan ta, vilken last det kan bära, vilka förhållanden besättningenkommer att utsättas för och mycket mer. Vanligen är transferfunktionerna för fartygsrörelserinte tillgängliga vilket utgör ett problem vid prestandaoptimering vilket företagsom GreenSteam, partner i detta projekt, arbetar med.Projektet syftar till att använda Bayesianska maskininlärningsmetoder för att bestämmaöverföringsfunktionerna och förutsäga fartygsgensvar. Offentligt tillgängliga riktningsvågspektrakombineras med högfrekventa rörelsemätningar från fartyg för att träna en modellatt skapa överföringsfunktioner. Funktioner som sen kan användas för att bestämmarörelserna under andra vågförhållanden. Om det lyckas skulle det vara en relativt billigmetod för att beräkna överföringsfunktioner till vilket fartyg som helst där erforderligmätdata finns tillgänglig. Även om de flesta fartyg för närvarande inte mäter rörelser,går branschen mot ökad datainsamling, så antalet fartyg med rörelseinformation kommersannolikt att öka.Resultaten identifierar ett antal krav på tillgänglig data som måste övervinnas för att maskininlärningsmetodernaska ge användbara resultat. Studiens resultat är inte optimala menär en lovande start och en väg framåt föreslås för vidare forskning inom detta område.

Our ocean covers more than 70% of our planet’s surface. It is a huge reservoir continuously supplying us with enormousvaluable resources. The autonomous aquaculture, deep sea mining, subsea oil / gas exploitation and marine biology etc.,are the increasingly important driving forces for the development of underwater robotics. For all underwater robotics,navigation and positioning system often endures a challenging problem due to the high attenuation of radio-frequencysignals and the lack of Global Positioning System (GPS). Normally, acoustic navigation is the only way for theunderwater robotics to have the accurate navigation. One core element for the acoustic localisation is the rangeestimation. To provide an accurate range estimate from the underwater vehicles to the fixed reference point, an dropbeaconneeds to be established. In the underwater environment, the acoustic signals suffer from multi-path effects,ambient noises etc., which together with its simplified hardware can impose restrictions on the development of a perfectsystem. This project employs a very simplified hardware to deal with the range estimation problem from the beacon tothe transmitter subjected to the above mentioned issues. The algorithm consists of three main components includingdownsampling, matched filtering and CFAR detection. The downsampling is comprised of three steps such asbasebanding, lowpass filtering and resampling with lower sampling rate. By simulating four different signal typesincluding sinusoidal signal, frequency-modulated signals and M-sequence signal, the sinusoidal waveform is selected tosuit the system’s objective both for simplicity and robustness. A series of tests including tube test, water tank test, nearfieldopen water tests as well as LoLo integration and far-field tests verified and validated the system’s capability toestimate the accurate range (error ≤ 1m) in near field cases (≤ 20 meters). For far-field tests, it proved some furtherimprovements need to be accomplished before it is able to carry out long range missions.

Due to the accelerating need for decarbonization in the shipping sector, wind-assisted cargo shipsare able to play a key role in achieving the IMO 2050 targets on reducing the total annual GHGemissions from international shipping by at least 50%. The aim of this Master’s Thesis project is todevelop a Performance Prediction Program for wind-assisted cargo ships to contribute knowledgeon the performance of this technology. The three key characteristics of this model are its genericstructure, the small number of input data needed and its ability to predict the performance of threepossible Wind-Assisted Propulsion Systems (WAPS): Rotor Sails, Rigid Wing Sails and DynaRigs.It is a fast and easy tool able to predict, to a good level of accuracy and really low computationaltime, the performance of any commercial ship with these three WAPS options installed with onlythe main particulars and general dimensions as input data.The hull and WAPS models predict the forces and moments, which the program balances in 6degrees of freedom to predict the theoretical sailing performance of the wind-assisted cargo shipwith the specified characteristics for various wind conditions. The model is able to play with differentoptimization objectives. This includes maximizing sailing speed if a VPP is run or maximizingtotal power savings if it is a PPP. The program is based on semi-empirical methods and a WAPSaerodynamic database created from published data on lift and drag coefficients. All WAPS datacan be interpolated with the aim to scale to different sizes and configurations such as number ofunits and different aspect ratios.A model validation is carried out to evaluate its reliability. The model results are compared withthe real sailing data of the Long Range 2 (LR2) class tanker vessel, the Maersk Pelican, whichwas recently fitted with two 30 meter high Rotor Sails; and results from another performanceprediction program. In general, the two performance prediction programs and some of the realsailing measurements show good agreement. However, for some downwind sailing conditions, theperformance predictions are more conservative than the measured values.Results showing and comparing power savings, thrust and side force coefficients for the differentWAPS are also presented and discussed. The results of this Master’s Thesis project show howWind-Assisted Propulsion Systems have high potential in playing a key role in the decarbonizationof the shipping sector. WAPS can prove substantial power, fuel, cost, and emissions savings.Tankers and bulk-carriers are specially suitable for wind propulsion thanks to their available deckspace and relatively low design speeds.The Performance Prediction Program for wind-assisted cargo ships developed in this Master’sThesis shows promising results with a good level of accuracy despite its generic and small numberof input data. It can be a useful tool in early project stages to quickly and accurately assess thepotential and performance of WAPS systems. / På grund av det accelererande behovet av att minska utsläppen från sjöfartssektorn, kan vindassis- terade lastfartyg spela en nyckelroll för att uppnå IMO 2050. Syftet med detta examensarbete är att utveckla ett prestandaprognosprogram för vindassisterade lastfartyg för att bidra med kunskap om denna teknik. De tre viktigaste egenskaperna för denna modell är dess generiska struktur, det lilla antalet inmatningsdata som behövs och dess förmåga att förutsäga prestandan för tre möjliga vindassisterade framdrivningssystem (WAPS): Rotorsegel, styva vingspegel och DynaRigs. Det är ett snabbt och enkelt verktyg som med en hög grad av noggrannhet och med kort beräkningstid kan bedöma prestanda för kommersiella fartyg med dessa tre WAPS-alternativ.   Skrov- och WAPS-modellerna beräknar krafter och moment som balanseras i sex frihetsgrader. Modellen kan utgå från olika optimeringsmål. Detta inkluderar maximering av segelfarten eller maximeras totala energibesparingar. Programmet är baserat på semi-empiriska metoder och en WAPS aerodynamisk databas skapad från publicerad data om lyft- och motståndskoefficienter. Alla WAPS-data kan interpoleras med syftet att skala till olika storlekar och konfigurationer, så- som antal enheter och olika aspektförhållanden. En modellvalidering utförs för att utvärdera dess tillförlitlighet. Modellresultaten jämförs med verkliga seglingsdata för tankfartyget Maersk Pelican (klass Long Range 2, LR2), som nyligen utrustades med två 30 meter höga rotorsegel; och resultat från en andra data. Resultaten visar i allmänhet bra överensstämmelse. För vissa speglingsförhållanden är emellertid bedömningarna mer konservativa än de uppmätta värdena. Resultat som visar och jämför energibesparingar, tryckkraft och sidokraftkoefficienter för de olika WAPS presenteras och diskuteras också. Resultaten av detta examensarbete visar hur vindassisterade framdrivningssystem har stor potential att spela en nyckelroll i utvecklingen för sjöfartssektorn. WAPS kan leda till betydande energi-, bränsle-, kostnads- och utsläppsbesparingar. Tankfartyg och bulkfartyg är speciellt lämpliga för vindframdrivning tack vare deras tillgängliga däckutrymme och relativt låga hastigheter. Prestandaprognosprogrammet för vindassisterade lastfartyg utvecklat här visar därmed lovande resultat trots dess generiska upplägg och lilla antal inmatningsdata. Det kan vara ett användbart verktyg i tidiga projektsteg för att snabbt utvärdera potential och prestanda för WAPS-system.

There is a growing need for developing new technologies to drive the global shippinginto a carbon-neutral industry. This Master’s Thesis presents a generic route optimizationmodel for cargo vessels with wind assisted propulsion systems. An earlystage tool to predict environmental savings by finding optimal routes for cargo vesselsequipped with any sailing device.Systematic studies are developed for the optimization parameters in order to observetheir influence on the optimization performance. The route optimization model is usedfor a wind-assisted cargo vessel for route crossing the North Atlantic as an example application. / Det finns ett växande behov av att utveckla ny teknik för att driva den globala sjöfarten till enkoldioxidneutral industri. Detta examensarbete presenterar en generisk ruttoptimeringsmodell för lastfartyg med vindassisterad framdrivning. Verktyget är avsett för att tidiga utvecklingsskeden för att bedöma miljöbesparingar genom att hitta optimala rutter för lastfartygutrustade seglingsanordningar. Modellens parametrar är utvecklade från systematiska studier av olika typer av vindassisterandesystem. Till exempel kan ruttoptimeringsmodellen används för ett vindassisterat lastfartyg för rutter över Nordatlanten

Climate change if a fact and the responsibility comes down to the footprintowner. With a possible limitation on carbon oxide emissions and climate demandsfrom customers, a change in the shipping industry is evident. Asolutionto this could be to use a renewable energy created by the nature, the wind, tomake the change over to a climate friendly shipping industry. This study aimsto find a wind powered solution for a car carriers propulsion. What is the mostsuitable rig design?Based on a review of the existing solutions for wind population this thesiswill use a conceptual design method to generate rig designs. The result of thisthesis is two concepts who stuck to be interesting throughout the thesis periodand a catalog of concepts that could be used for further work of finding theoptimal wing solution. / Klimatförändring är ett faktum och ansvaret kommer till ägaren av klimatavtrycket. Med en möjlig begränsning av koldioxidutsläpp och klimatkrav frånkunder är en förändring inom sjöfartsbranschen uppenbar. En lösning på dettakan vara att använda en förnybar energi skapad av naturen, vinden, för attklara övergången till en klimatvänlig sjöfartsindustri. Denna studie syftar tillatt hitta en vindkraftlösning för framdrivning av ett biltransportfartyg. Vad ärden mest lämpliga riggdesignen? Baserat på en översyn av befintliga lösningar för vindframdrivning kommerdenna avhandling att använda en konceptuell-designmetod för att genererariggdesignen. Resultatet av avhandlingen är två koncept som var intressantagenom hela perioden och en katalog med koncept som kan användas till fortsattarbete för att hitta den optimala vinglösningen.

Aircraft integration plays a pivotal role in the eective aggregation of varioussub-systems into a group of systems. The fundamental categorization of the aircraftintegration process points to technical and managerial aspects. The technical needsare to be managed eectively for an optimal solution. The objective of the thesiswas to investigate these two aspects as being interdependent. First, simulated theaircraft behavior at various congurations, and mapped the results with ight testdata. Subsequently, the conguration’s behavior was assessed as per certicationrequirements. Second, pre-Validation and Verication (V&V) of the Stall WarningSystem (SWS) was conducted to ensure consistent design and performance as perrequirements. Third, managed one of the FCS system’s environmental tests anddeliverables schedule for its certication maturity by utilizing the Critical PathMethod (CPM). / Flygplansintegration spelar en central roll i den effektiva aggregeringen av olika delsystem i en grupp av system. Den grundläggande kategoriseringen av integrationsprocessen för flygplan pekar på tekniska och ledningsmässiga aspekter. De tekniska behoven ska hanteras effektivt för en optimal lösning. Syftet med avhandlingen var att undersöka dessa två aspekter som beroende av varandra. Först simulerade flygplanets beteende vid olika konfigurationer och kartlade resultaten med flygprovdata. Därefter bedömde konfigurationens beteende enligt certifieringskraven. För det andra, förvalidering och verifiering(V&V) för Stall Warning System (SWS) för att säkerställa konsekvent design och prestanda enligt förväntningarna. För det tredje, för att komplettera den tekniska aspekten hanterade ett annat delsystems miljöprov och leveransschema för desscertifieringsmognad med användning av Critical Path Method (CPM).

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.