Modern vehicles are complex systems. Different design stages for such a complex system include evaluation using models and submodels, hardware-in-the-loop systems and complete vehicles. Once a vehicle is delivered to the market evaluation continues by the public. One kind of tool that can be used during many stages of a vehicle lifecycle is driving simulators. The use of driving simulators with a human driver is commonly focused on driver behavior. In a high fidelity moving base driving simulator it is possible to provide realistic and repetitive driving situations using distinctive features such as: physical modelling of driven vehicle, a moving base, a physical cabin interface and an audio and visual representation of the driving environment. A desired but difficult goal to achieve using a moving base driving simulator is to have behavioral validity. In other words, \A driver in a moving base driving simulator should have the same driving behavior as he or she would have during the same driving task in a real vehicle.". In this thesis the focus is on high fidelity moving base driving simulators. The main target is to improve the behavior validity or to maintain behavior validity while adding complexity to the simulator. One main assumption in this thesis is that systems closer to the final product provide better accuracy and are perceived better if properly integrated. Thus, the approach in this thesis is to try to ease incorporation of such systems using combinations of the methods hardware-in-the-loop and distributed simulation. Hardware-in-the-loop is a method where hardware is interfaced into a software controlled environment/simulation. Distributed simulation is a method where parts of a simulation at physically different locations are connected together. For some simulator laboratories distributed simulation is the only feasible option since some hardware cannot be moved in an easy way. Results presented in this thesis show that a complete vehicle or hardware-in-the-loop test laboratory can successfully be connected to a moving base driving simulator. Further, it is demonstrated that using a framework for distributed simulation eases communication and integration due to standardized interfaces. One identified potential problem is complexity in interface wrappers when integrating hardware-in-the-loop in a distributed simulation framework. From this aspect, it is important to consider the model design and the intersections between software and hardware models. Another important issue discussed is the increased delay in overhead time when using a framework for distributed simulation.

Denna studie har behandlat och sammanställt en övergripande bild av effektiv avgasrening inom berörda ramar. Detta genom litteraturunderlag och personlig kommunikation med berörda parter. Undersökningen riktade sig mot Karlshamnsverkets lösningar på rådande miljöfrågor. Samma frågor är idag en stor drivkraft för att utveckla sjöfaten. Dialogerna som ligger till grund till den personliga kommunikationen utfördes på Karlshamnsverket och över telefon för att sedan bli analyserad mot effektiv avgasrening till sjöss. Detta med studiens frågeställningar som utgångspunkt. I resultatet framkom det att lösningarna på satta miljömål för Karlshamnsverket är utvecklade utefter verksamhetens effektivitet. Att försöka lösa problemen på ett bredare plan som skulle kunna påverka sjöfarten fanns det inga direkta initiativ till. Grundläggande utredning kring varför avgaser påverkar miljön har identifierats och olika relevanta lösningar har utträtts vinklat mot sjöfarten. Vidare framkom det att valet av bränsle har en stor inverkan på miljön och att utvecklingen i detta område är i ett tidigt skede. På Karlshamnsverket var detta fallet eftersom att elda biobränsle inte var aktuellt då efterfrågan inte var tillräckligt stor. Paralleller till sjöfarten visar att efterfrågan på alternativa bränslen är större och utvecklingen ligger här före. Vidare visar studien att vi behöver göra förändringar för att nå satta miljömål eftersom vi idag påverkar miljön negativt. För att möta eventuella framtida behov för en effektiv avgasrening krävs en fortsatt stark och bred teknikutveckling. / This study has addressed and compiled an overall picture of effective exhaust gascleaning within the relevant frameworks. This through literature and personalcommunication with interested parties. The survey focused on Karlshamnsverketssolutions to current environmental issues. The same issues are today a major drivingforce for the development of the shipping industries. The dialogues that form thebasis for the personal communication were carried out at Karlshamnsverket andover the telephone and then analyzed against efficient exhaust gas purification atsea. This with the study's questions as a starting point. The results showed that thesolutions to set environmental goals for Karlshamnsverket have been developedaccording to the efficiency of the business. There were no direct initiatives to try tosolve the problems on a broader level that could affect shipping industries. A basicinvestigation into why exhaust gases affect the environment has been identified andvarious relevant solutions have been developed at an angle to shipping.Furthermore, it emerged that the choice of fuel has a major impact on theenvironment and that development in this area is at an early stage. AtKarlshamnsverket, this was the case because burning biofuel was not relevant as thedemand was not large enough. Parallels to shipping show that the demand foralternative fuels is greater and the development is ahead here. Furthermore, thestudy shows that we need to make changes to achieve set environmental goalsbecause today we have a negative impact on the environment. To meet any futureneeds for efficient exhaust gas cleaning, continued strong and broad technologicaldevelopment is required.

A Remotely Operated underwater Vehicle (ROV) faces many problems regarding dependability and most issues come during launch and recovery. The thesis looks at finding what dependability aspects shall be considered when developing a modular ROV to come up with recommendations for a system, together with a more reliable method of launching and recovering ROV’s. The area is important since it has been shown that there exists a gap in the market regarding multipurpose and dependable ROV’s. The method used in the thesis is a case study starting with a literature study to get a solid foundation to be able to conduct interviews. The interviews were structured as a semi-structured interview and the data were used to be able to find the important dependability aspects to give out a recommendation of a ROV system. The result shows the different dependability aspects that should be emphasised to ensure a safe system: Reliability, safety, confidentiality, maintainability, availability and integrity. From the recommendation, a simulation was conducted to test the stabilizing force to increase the reliability of launch and recovery. Furthermore, the different tests show that the amount of motion can be lowered by using thruster force as well as adding weight to the system. From the results it can be determined that the use of tether tension as a stabilizing factor is possible by using Dynamic Positioning (DP) to control the ROV’s thrusters to increase reliability.

This thesis focuses on the use of multiple redundant control surfaces to increase performance during flight. There is no clear-cut definition of performance. It may differ between applications, but here, the amount of drag for a given flight condition is used. The work is concentrated on minimizing drag with the use of measurements instead of numerical simulations. Measured data contains noise and there are problems with repeatability and hysteresis. These difficulties are considered and a method for drag minimization during flight is presented. In the first study the drag minimization algorithm is discussed. Focus is put on describing the implemented method and the treatment of constraints to the optimization problem. The constraints include keeping the lift constant as well as having bounds on the control surface deflections. In the second work, a more complex wind tunnel model is used to validate the drag optimization algorithm. Drag reduction for different flight conditions is studied, as well as the impact of the number of control surfaces. Different layouts of the control surfaces are also tested. The results show that the constraints are satisfied and that the drag is reduced substantially. / QC 20101116

This thesis studies competence of simplified simulation methods for boosting simulation.  The most efficient propulsion unit has higher amount of power compared to less efficient propulsion units in boosting. Boosting is relevant subject to study due to new concept. New concept allows a larger diameter for the propeller which increases the efficiency of the propeller. New concept relies on the idea to have the propeller behind the hull.   The thesis is restricted to study displacement hulls from a point of view of propulsion efficiency. Large cruise ship model is utilized in this thesis to identify boosting related effects efficiently. Model tests reports of this concept are used as a baseline and a comparison material for two methods that are tested in this thesis. These methods are Matlab simulation code and OpenFOAM as the CFD software.   New propulsion arrangement concept is more efficient than current solutions for this hull type according to model tests. Trend of the CFD and Matlab simulation results matches well with model test results for boosting. Matlab simulation is evidently more time efficient solution than CFD simulation for boosting. Simplified CFD simulation is sufficiently accurate to study boosting concept with this research setup. Matlab and CFD simulations can be combined to obtain the most efficient solution to analyze the most effective load division for boosting.   Different types of hulls should be simulated and results should be verificated with model or full scale tests. In addition, ships with old two shaft arrangements could be converted to have two smaller pods and center line propeller in order to have better comparison with current methods. Scaling factors increases the uncertainty for new concepts; therefore full scale measurements are required. / Denna masteruppsats studerar möjligheterna med förenklade simuleringsmetoder i relation till nya framdrivningskoncept. Studerat koncept ger möjlighet till en större diameter för en boosterpropeller i centerlinjen, vilket ökar propellerns effektivitet. Konceptet bygger på tanken att få propellern bakom skrovet. Masteruppsatsen är begränsad till att studera deplacerande skrov i relation till framdrivningseffektiviteten. Studien appliceras på stora kryssningsfartyg. Resultat från modellförsök används som en referens och ett jämförelsematerial för de två beräkningsmetoder som testas i denna masteruppsats. Dessa metoder är Matlab-simuleringskod och OpenFOAM som CFD-programvara. Arbetet visar att det nya framdrivningskonceptet är effektivare än nuvarande lösningar för denna skrovtyp. Resultaten från CFD och simuleringsresultat från Matlab matchar väl med modellprovresultat. Matlab-simulering är en mer tidseffektiv lösning än CFD-simulering. Förenklad CFD-simulering är tillräckligt exakt för att studera boosterkoncept. Matlab- och CFD-simuleringar kan kombineras för att få den mest effektiva lösningen och för att analysera den mest effektiva belastningsfördelningen mellan propulsorer. Olika typer av skrov bör undersökas och resultaten ska verifieras med modell- eller fullskaletester. Skaleffekter ökar osäkerheten, därför krävs fullskalemätningar

Sjötransport står i dagsläget för 80 % av vår globala godstransport och representerar3 % av de globala utsläppen. Åtgärder tas för att minska utsläppen och rederietWallenius Marine har ambitionen att utveckla ett fartyg som med vindenergi tar sigframåt, något som skall minska dess utsläpp med upp till 90 %. I framtagningen avfartyget är Kungliga tekniska högskolan involverade som en forskningsgrupp och tillförfogande finns en nedskalad experimentbåt/modell (7 meter). Under testseglingarmed modellen har problem med manövrering och avdrift uppdagats och arbetet syftaratt åtgärda dessa.Manövreringsproblemet kopplas till rodren som ej kan erhålla de styrkrafter sombehövs och problemet åtgärdas genom konstruktion av nya roder. I arbetsgångenanvänds strömingsteori och profilen bestäms till NACA 0018 med dimensioner0.26 × 0.48 meter, ungefär dubbelt så stora som de gamla. Rodren 3D-printas ochmonteras på modellen via en stålanordning. Teoretiska jämförelser mellan de gamlaoch nya rodren emellan visar att tre gånger så höga lyftkrafter kan erhållas i detinitiala anfallsvinkelintervallet och dubbelt så stor maxkraft. Praktiska förbättringarkvantifieras genom standardiserade manövreringstester och resultatet är positivt. Imanövreringstestet zig zag minskar överslängen med 19 % och periodtiden med 42%.Fenomenet avdrift uppkommer då skrovet på modellen inte kan alstra krafter avsamma storleksordning som den framåtdrivande kraftens sidokomposant. Detta ledertill att båten även färdas åt sidan. För att minska och eventuellt eliminera avdriftenimplementeras centerbord längs modellens sidor. Även här används strömningsteorioch profilen bestäms till NACA 0018. Dess dimensioner är begränsade i djupled ochoptimeras därav genom att finna den mest lämpliga kordan för en anfallsvinkel på 6◦.Efter optimering är båda centerbordens djup bestämda till 0.26 meter och dess korda0.18 meter vilket vid 2 knop genererar 7 N i ytterligare sidokraft per centerbord. Dettabör leda till att praktiska tester visar att avdriften minskas.De nya rodren och implementering av centerbord kommer förbättra utvecklingen avexperimentbåten och därmed bidra till slutgiltiga produkten, Oceanbird.

Besättningen ombord snabbgående båtar utsätts för stora mängder stötar och vibrationer i sitt arbete, vilket leder till negativa hälsoeffekter. Hur hälsoeffekterna beror på vibrations- och stötexponeringen är emellertid ej helt känt. I den här rapporten utvärderas en mätuppställnning för mätning av vibrations- och stötexponering hos besättning ombord HSC (High Speed Crafts). Mätuppställningensom rapporten behandlar undersöks i syfte att ta fram en mätmetod som kan mäta vibrationer och stötar närmare problemområdet i nedre delen av ryggen jämfört med dagens standard. Mätuppställningen består av ett njurbälte försett med två accelerometrar till skillnad från dagens standard där stötar och vibrationer mäts av en accelerometer i stolen. Arbetet utgörs av en serie tester där mätsystemets robusthet undersöks. De frågor som undersöktes var om njurbältet upprepade gånger kan tas på med tillräcklig precision för att mätvärdena inte ska avvika från varann. Samt om bältet rubbas ur position över tid så att mätvärdena påverkas och huruvida olika kroppsbyggnader spelar roll för mätvärdena. Utifrån de laboratorietester och tester till sjöss som utförts i detta arbete är svaren på dessa frågor att mätresultatet sannolikt påverkas av användarens kroppsbyggnad och hur njurbältet är påtaget. Njurbältet tycks däremot inte rubbas ur position så att mätvärdena ändras under en normal dag till sjöss med tilläggningar och losskastningar och rörelser förknippade med det. Om användaren dock gör kraftiga böjrörelser så det tydligt känns att bältet flyttar på sig finns det en risk att mätvärdena påverkas.

Delsbo Electric är en tävling med målet att transportera 1–6 passagerare 3.36 km i ett elektriskt drivet rälsfordon med minimal energianvändning. För att minimera energianvändningen kommer majoriteten av fordonets struktur att tillverkas av lättviktiga kompositmaterial. Den här rapporten, en delrapport av en större undersökning, tar upp designen, dimensioneringen, konstruktionen och monteringen av fordonets säten och skyddskåpor för axlarna. Kravspecifikationer, lastfall och modeller har tagits fram för komponenterna för att minimera vikten och material har undersökts baserat på vikt, hållfasthet och tillgänglighet. Resultatet är 6st. säten tillverkade i kolfiberkomposit bestående av T700S kolfiber och DION 9100-M800 vinylester epoxi för en totalvikt på 15 kg. Sätena fästs i fordonets bottenplatta med epoxilim Araldite AV 138M-1. Skyddskåporna för axlarna är också tillverkade i samma komposit av T700S kolfiber och DION 9100-M800 vinylester epoxi för en totalvikt på 1.9 kg och fästs i bottenplattan via skruvförband.

One of the biggest obstacles to launching autonomous vehicles is the current legislation, which currently does not cover automation level higher than level 2. Work on developing the legal requirements takes place at UN level within WP29 (The UNECE World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations). As a world-leading vehicle manufacturer, Scania is aspiring to pave the way for sustainable transport solutions. At Scania, well-established methodologies on certification of different systems exist, although the process of certification of autonomous driving systems needs to be developed.This master thesis investigates the current situation regarding the elaboration of regulations to cover autonomous vehicles, future certification methods related to these systems, and how this applies to Scania. Particular focus is being on the investigation of virtual certification methods. This can form the basis for various departments at Scania in their work with future autonomous systems and how to get these certified.The future certification work for autonomous vehicles will be based on a validation process based on a process called the ‘Multi-pillars approach’ / ‘Three-pillars approach’. The idea is that the autonomous vehicle should be certified based on a process where the basis for certification is made by validating and justifying its systems. This will be done through simulations and other methods to ensure that the systems are satisfactory. A less extensive work should then be done in the testing of the autonomous vehicle on the test track and in traffic, where only less demanding situations must be validated.The functional requirements of the autonomous vehicle will largely control the validation process that is carried out for the ‘Multi-pillars approach’ / ‘Three-pillars approach’. For example, the definition of ODD (Operational Design Domain) is crucial for the validation that the vehicle will undergo at a later stage. / Ett av de största hindren för att lansera självkörande fordon är den nuvarande lagstiftningen som i dagsläget inte täcker automationsnivå högre än nivå 2. Arbetet med att ta fram lagkraven sker på FN nivå inom WP29 (The UNECE World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations). Som en världsledande fordonstillverkare strävar Scania efter att bana väg för hållbara transportlösningar. På Scania finns väletablerade metoder för certifiering av olika system, men processen för certifiering av autonoma fordon måste dock utvecklas.Detta examensarbete undersöker den aktuella situationen när det gäller utformandet av regelverk för att täcka autonoma fordon, framtida certifieringsmetoder relaterade till dessa system och hur detta påverkar Scania. Särskilt fokus ligger på utredning av virtuella certifieringsmetoder. Detta kan ligga till grund för olika avdelningar på Scania i deras arbete med framtida autonoma system och hur man får dessa certifierade.Det framtida certifieringsarbetet för autonoma fordon kommer att bygga på en valideringsprocess som bygger på en process som kallas för ”Multi-pillars approach”/”Three- pillars approach”. Tanken är att fordonet ska certifieras utifrån en process där grunden till certifiering görs genom att validera och rättfärdiga sina system. Detta ska ske genom simulering och andra metoder för att säkerhetsställa att systemen är tillfredställande. Ett mindre omfattande arbete ska sedan göras i testningen av fordonen på testbana och ute i trafik, där endast mindre krävande situationer ska valideras.De funktionella kraven på fordonen kommer till stor del att styra den valideringsprocessen som görs med för ”Multi-pillars approach”/”Three-pillars approach”. Exempelvis är definierandet av ODD (Operational Design Domain) avgörande för den validering som fordonet i ett senare skede ska genomgå.

The wheel loader is a type of engineering vehicle used primarily to move crude material over shorter distances. As the vehicle is designed without wheel suspension, wheel loader drivers are exposed to high levels of whole body vibration which influences ride comfort negatively. The work presented in this thesis has the aim to investigate the potential in adding an axle suspension to a wheel loader in order to reduce vibrations and increase handling quality. While suspended axles have great potential for improving ride comfort and performance, they will also necessarily affect the vehicle dynamic behaviour which is different in many aspects from that of passenger cars or other road vehicles: the wheel loader has a large pitch inertia compared to its mass, the axle loads vary considerably with loading condition, and the vehicle uses an articulated frame steering system rather than wheel steering. These issues must all be considered in the design process for a wheel loader suspension. The effects of suspended axles on ride vibrations are analysed by simulating a multibody wheel loader model with and without axle suspension. Results from the simulations show that longitudinal and vertical acceleration levels are greatly reduced with axle suspension, but that the decrease in lateral acceleration is smaller. By reducing the roll stiffness lateral accelerations can be further reduced, although this may not be feasible because of requirements on handling stability. The pitching oscillation of the vehicle has also been studied as this is known to have a large influence on ride comfort. An analytical model is used to study the effect of front and rear suspension characteristics on the pitching response of the wheel loader, showing that a stiffer rear suspension is favourable for reducing pitching but also that a similar effect is attainable with a stiffer front suspension. Results are compared to multibody simulations which show the same trend as analytical predictions. By including a linearised representation of a hydropneumatic suspension in the models, it is also shown that favourable dynamic behaviour can be maintained when the vehicle is loaded by utilising the fact that suspension stiffness is increasing with axle load. Articulated vehicles may exhibit lateral oscillations known as "snaking" when driven at high speed. The effect of suspended axles on these oscillations are analysed using a multibody simulation model of a wheel loader with an equivalent roll stiffness suspension model. It is found that the roll motion of the sprung mass has a slightly destabilising effect on the snaking oscillations. This effect is more pronounced if the body roll frequency is close to the frequency of the snaking motion, although this loss in stability can be compensated for by increasing the equivalent stiffness or damping of the steering system. Together with existing vehicle dynamic theory and design rules, the studies reported in this work provide an insight into the specific issues related to suspension design for wheel loaders. / QC 20101119