A Power Transfer Unit (PTU) of an All-Wheel Drive System is a hypoid gear transmission unit that distributes the power from the vehicle transmission to all wheels of the vehicle. This thesis aims at increasing the fidelity of the analytical power loss calculation methods through test data correlation and develop a 1D simulation model that can be used to evaluate the drag losses in the PTU at early design stages.  Firstly, the analytical methods to predict the frictional losses and oil churning losses due to the hypoid gearset, rolling bearings and seals immersed in oil are studied. Several drag loss tests with different combinations of internal components, bearing preloads and with/without the presence of oil were previously conducted on the PTU at different speeds and temperatures at zero torque. The power losses are computed in ROMAX Energy and Excel using different analytical methods available in the literature for each component in the PTU. Then the results from the drag loss tests are segregated component-wise for data correlation with the losses evaluated previously. Based on the data correlation, modification factors are introduced for all analytical methods to match the segregated test results.  The demand in the automotive industry to reduce time to market is high. Hence, system-level simulation was chosen as a solution to assess the system efficiency at early concept design stage, saving a lot of time and aid the detailed design. 1D simulation technique is used to study the total power loss of the PTU to optimize its design. The thesis is aimed at developing a 1D system model of the PTU in a commercial tool called LMS AMESim, to evaluate the total power loss of the unit. Inbuilt component models from the software library are used to build a sketch of a simplified lumped mass model of the physical system. The model is simulated in a time domain temporal analysis. The total power loss results simulated using AMESim are compared to the efficiency tests results conducted at different torque levels and ROMAX results.  Comparisons between the simulations and test data shows that the system model is accurate and can be used in predicting the power losses in the PTU in the early design stages. This model can also be used to study the influential factors through sensitivity analysis of different parameters which can be done as an extension to the current scope of this work. / En kraftöverföringsenhet (PTU) i ett fyrhjulsdriftsystem är en hypoidväxellådsöverföringsenhet som fördelar kraften från växellådan till alla hjul i fordonet. Det rapporterade arbetet syftar till att öka konfidensen i de analytiska beräkningsmetoderna för effektförlust genom testdatakorrelation och genom att utveckla en 1D-simuleringsmodell som kan användas för att utvärdera dragförlusterna i PTUn i tidiga designfaser.  För det första studeras analysmetoderna för att förutsäga friktionsförluster och plaskförluster på grund av hypoidväxeln, rullager och tätningar nedsänkta i olja. Flera ”Drag Loss”-tester med olika kombinationer av interna komponenter, lagerförspänningar och med / utan närvaro av olja utfördes tidigare på PTU vid olika hastigheter och temperaturer utan pålagt moment. Effektförlusterna beräknas i ROMAX Energy med olika analysmetoder tillgängliga i litteraturen för varje komponent i PTU. Sedan separeras resultaten från dragförlusttesterna komponentmässigt för datakorrelation med de tidigare utvärderade förlusterna. Baserat på datakorrelationen införs modifieringsfaktorer för alla analysmetoder för att matcha de segregerade testresultaten.  Efterfrågan inom fordonsindustrin att minska tiden till marknaden är hög. Därför väljs simulering på systemnivå som en lösning för att bedöma systemeffektiviteten i ett tidigt konceptdesignfas, vilket sparar mycket tid och underlättar den detaljerade designen. 1D-simuleringsteknik används för att studera PTUns totala effektförlust för att optimera dess design. Arbetet syftar till att utveckla en 1D-systemmodell av PTU i ett kommersiellt verktyg som heter LMS AMESim, för att utvärdera enhetens totala effektförlust. Inbyggda komponentmodeller från programvarubiblioteket används för att skapa en skiss av en förenklad modell av det fysiska systemet. De totala effektförlusterna beräknade med AMESim jämförs med effektivitetstestresultaten vid olika vridmomentnivåer och ROMAX-resultat.  Från korrelationen med testresultaten observeras att systemmodellen är korrekt och kan användas för att förutsäga effektförlusterna i PTU i de tidiga designstadierna. Denna modell kan också användas för att studera de viktigaste faktorerna genom känslighetsanalys av olika parametrar, vilket kan göras som en förlängning av detta arbete.

Bakterien Legionella pneumophila orsakar sjukdomen Legionella vilket har ökat i världen de senaste 20 åren och har troligtvis ett ännu större mörkertal. Den frodas i vattenrör mellan temperaturen 25–50 grader och vid installation av varmvattenrör i byggnader måste det tas hänsyn i riskzoner. Ett speciellt riskområde är varmvattenavstick som skapas för att kunna dra vidare vattenrör i framtiden. Där utsätts vattnet för större risk för stillastående och sjunkande temperaturprofil beroende på längd. Med hjälp av COMSOL Multiphysics® Modelling Software har ett teoretiskt ramverk för dimensionering av varmvattenavstick i byggnader skapats. Resultatet visar på hur stor strömningshastighet i vattenflödet, isoleringstjocklek och luftrörslängd har påverkan på hur långt avsticket kan vara utan att understiga kritisk temperatur. Resultatet kan användas som beslutsstöd givet att liknande avstickmodell och flödesprofil används samt om strömningshastighet i röret inte är längre än det i rapporten. / The bacterium Legionella pneumophila causes the disease Legionella which has seen an increase in the world over the last 20 years and likely has an even greater number of unrecorded cases. It thrives in water pipes between the temperature of 25-50 degrees and when installing hot water pipes in buildings certain factors must be taken into account. A special risk area is hot water branches that are created to be able to extend water pipes in the future. There, the water is at greater risk of stagnant and decreasing temperature profile depending on its length. With the help of COMSOL Multiphysics® Modelling Software, a theoretical framework for the dimensioning of hot water distances in buildings has been created. The result shows how the velocity in the water flow, the insulation thickness and the length of the air pipe have a great influence on how long the branch can be without falling below the critical temperature. The results can be used as decision support if one has a similar branch model and flow profile and also given a that a lower flow rate is not used.

More dynamic markets, shorter product life cycles and comprehensive variant management are challenges that dominate today's market. These maxims apply to the automotive sector, which is currently highly exposed to trade wars, changing mobility patterns and the emergence of new technologies and competitors. To meet these challenges, this thesis presents the creation of a digital twin of an existing production line of electric motors using discrete event simulation. Based on a detailed literature research, a step-by-step establishment of the simulation model of the production line using the software Plant Simulation is presented and argued. Finally, different experiments are carried out with the created model to show how a production line can be examined and optimized by means ofsimulation using different parameters. Within the scope of the different experiments regarding the number of workpiece carriers, number of operators as well as buffer sizes, the line was examined concerning the increase of the output. Furthermore, the simulation model was used to make decisions for future investments in additional XXX machines. Four different scenarios were examined and optimized. By examining the different parameters, optimization potentials of XXX% in the first scenario and up to XXX% in the fourth scenario were achieved. Finally, it was proven that the developed simulation model can be used as a tool for optimizing an existing production line and can generate useful investment information. Beyond that, the development of the simulation model can be employed to investigate further business questions at hand for the specific production line in question. / Mer dynamiska marknader, kortare produktlivscykler och omfattande varianthantering är utmaningar som dominerar dagens marknad. Dessa maximer gäller bilindustrin, som för närvarande är mycket utsatt för handelskrig, förändrade rörlighetsmönster och framväxten av ny teknik och nya konkurrenter. För att möta dessa utmaningar innebär denna avhandling skapandet av en digital tvilling av en befintlig produktionslinje av elmotorer med diskret händelsesimulering. Baserat på en detaljerad litteraturforskning presenteras och argumenteras en steg-för-steg-etablering av simuleringsmodellen för produktionslinjen med hjälp av programvaran Plant Simulation. Slutligen utförs olika experiment med den skapade modellen för att visa hur en produktionslinje kan undersökas och optimeras med hjälp av simulering med hjälp av olika parametrar. Inom ramen för de olika experimenten när det gäller antalet arbetsstyckesbärare, antalet operatörer samt buffertstorlekar undersöktes linjen om ökningen av produktionen. Dessutom användes simuleringsmodellen för att fatta beslut för framtida investeringar i ytterligare hårnålsmaskiner. Fyra olika scenarier undersöktes och optimerades. Genom att undersöka de olika parametrarna uppnåddes optimeringspotentialer på XXX % i det första scenariot och upp till XXX % i det fjärde scenariot. Slutligen bevisades det att den utvecklade simuleringsmodellen kan användas som ett verktyg för att optimera en befintlig produktionslinje och kan generera användbar investeringsinformation. Utöver detta kan utvecklingen av simuleringsmodellen användas för att undersöka ytterligare affärsfrågor till hands för den specifika produktionslinjen i fråga.

A growing use of sensors on the electric grid has opened the door to new methods of asset management: Distribution System Operators are now looking into conditionbased maintenance, as opposed to the traditional corrective or time-based methods. As an emerging field, the methodology must be constructed from the ground, with the little data available. The focus is put on cross-linked polyethylene medium voltage overhead lines (XLPE MVOHL)asthe asset to manage, and the aim of this work is to study under which conditions the use of sensors to improve maintenance scheduling on those lines is economically profitable. Solving this problem starts with a necessary review of key ageing mechanisms of XLPE MV overhead lines, followed by the identification of sensors which can monitor the quantities behind these mechanisms. Statistical models for the lifetime of electrical assets and economic models for the analysis of investments are also described. From this preliminary study, a condition-based maintenance methodology was devised using the concept of Health Index to gather data from multiple types of sensors into one unique indicator. Using existing literature, this health index is used to dynamically estimate the failure rate of the line. This failure rate is the key to condition-based maintenance scheduling: maintenance operations are triggered when the failure rate reaches a threshold. Selecting one ageing mechanism- electrical stress-, and one type of sensorpartial discharge inductive sensors-, a Python simulation was built (and is shared at the end of this thesis) allowing to compare the cost of predictive maintenance to the cost of corrective maintenance over several decades, with the key parameters clearly identified and analysed. Beyond the methodology in itself, the main result of the work is that the use of sensors is economically profitable in most of the studied conditions. This project also reveals the strong influence of some parameters on this profitability: condition monitoring is particularly justified for short-lived assets, with a narrow distribution of failures. The failure rate threshold must be set carefully as it has a major impact on the analysis: setting it too high leads to an unprofitable scenario. / Den ökande användningen av sensorer i elnätet har öppnat dörren för nya metoder för förvaltning av tillgångar: Distributionsnätsoperatörer tittar nu på tillståndsbaserat underhåll, i motsats till de traditionella korrigerande eller tidsbaserade metoderna. Eftersom det rör sig om ett nytt område måste metoden byggas upp från grunden, med de få data som finns tillgängliga. Fokus ligger på luftledningar av tvärbanden polyeten med medelhög spänning (XLPE MV OHL) som den tillgång som ska förvaltas, och syftet med detta arbete är att undersöka under vilka förhållanden det är ekonomiskt lönsamt att använda sensorer för att förbättra underhållsplaneringen på dessa ledningar. För att lösa detta problem börjar man med en nödvändig genomgång av de viktigaste åldringsmekanismerna för XLPE MV luftledningar, följt av identifiering av sensorer som kan övervaka de kvantiteter som ligger bakom dessa mekanismer. Statistiska modeller för livslängden för elektriska tillgångar och ekonomiska modeller för analys av investeringar beskrivs också. Utifrån denna preliminära studie utarbetades en metod för tillståndsbaserat underhåll med hjälp av begreppet hälsoindex för att samla data från flera olika typer av sensorer till en unik indikator. Med hjälp av befintlig litteratur används detta hälsoindex för att dynamiskt uppskatta felfrekvensen för ledningen. Denna felfrekvens är nyckeln till en tillståndsbaserad underhållsplanering: underhålls åtgärder utlöses när felfrekvensen når ett tröskelvärde. Genom att välja en åldringsmekanism- elektrisk belastning- och en typ av sensor- induktiva sensorer med partiell urladdning- byggdes en Python-simulering (som delas i slutet av denna avhandling) som gör det möjligt att jämföra kostnaden för förebyggande underhåll med kostnaden för korrigerande underhåll under flera decennier, med de viktigaste parametrarna tydligt identifierade och analyserade. Utöver själva metoden är det viktigaste resultatet av arbetet att användningen av sensorer är ekonomiskt lönsam under de flesta av de studerade förhållandena. Projektet visar också att vissa parametrar har ett starkt inflytande på denna lönsamhet: tillståndskontroll är särskilt motiverat för tillgångar med kort livslängd och en snäv fördelning av fel. Tröskelvärdet för felfrekvensen måste sättas med omsorg eftersom det har stor inverkan på analysen: om det sätts för högt leder det till ett olönsamt scenario.

Tillskottsvatten i avloppsledningsnät medför stora kostnader i form av underhåll,ökad mängd kemikalier och energi som även belastar miljön. Syftet med detta examensarbetevar att få ökad förståelse av temperaturförhållanden mellan spillvattenoch mark för att förbättra modelleringen av tillskottsvatten. Hypotesen är att spillvattentemperaturensjunker vid inläckage då temperaturen på tillskottsvattnet ärlägre än spillvattnet. Ett spillvattenrör med en längd på ungefär 2,5 km i Umeåundersöktes med givare jämt fördelade längs sträckan. Metoden innebar att medmätvärden på temperaturerna för spillvattnet, luften i spillvattenröret och i markentillsammans med flödet och nivån på spillvattnet modellera värmeutbytet i COMSOLMultiphysics. Resultatet gav fyra liknande funktioner för både spillvattenregionenoch luftregionen som beskrev värmeutbytet mellan spillvattenröret och marken.Effektutbytena hade en linjär tendens som funktion av temperaturdifferensen mellanspillvatten och mark under mätperioden fram till maj månad men med en högspridning då effektutbytet är även beroende på flödet och inte bara temperaturdifferensen.Majoriteten av effektutbytet var mellan ytan på spillvattenröret ochspillvattnet. I regionen mellan luft och yta på spillvattenröret så var majoriteten aveffektutbytet ifrån strålningsutbytet mellan spillvattnet och ytan. Resultaten gaväven U-värden för regionen mellan spillvattenregionen och luftregionen i rörledningenoch dessa var omkring 4 W/(m2K) respektive 0,8 W/(m2K). Tillskottsvattnetmodellerades utifrån värmeutbytet och det visade på ökade flödesnivåer när det varvåtperioder med en noggrannhet på ± 1 kg/s. / Supplemental water in the sewer network entails large costs in the form of maintenance,increased amounts of chemicals and energy that also have a burden on theenvironment. The purpose of this thesis was to gain an increased understandingof temperature conditions between wastewater and soil to improve the modelingof supplemental water. The hypothesis is that the waste water temperature dropswhen leakage occurs and when the temperature of the additional water is lower thanthe wastewater. A wastewater pipe with a length of approximately 2.5 km in Umeåwas examined with sensors evenly distributed along the path. The method involvedmodeling the heat flow in COMSOL Multiphysics with measured values of thetemperatures for the wastewater, the air in the wastewater pipe and in the groundtogether with the flow and the level of the wastewater. The result gave four similarfunctions for both the wastewater region and the air region that described the heattransfer from the wastewater pipe to the ground. The heating effects had a lineartendency as a function of the temperature difference between wastewater and soilduring the measurement period up to the month of May, but with a high spread asthe heat transfer is also dependent on the flow and not just the temperature difference.The majority of the heat transfer was between the surface of the wastewaterpipe and the wastewater. In the region between the air surface on the wastewaterpipe, the majority was the heat transfer from the radiation between the wastewaterand the surface. The results also gave U-values for the wastewater region and theair region in the pipeline and these were around 4 W/(m2K) and 0.8 W/(m2K),respectively. The supplemental water was modeled on the basis of the heat transferand it showed increased flow levels when it was wet periods with an accuracy of ±1 kg/s.

The use of simulation programs in production environments is crucial due to the many advantages they offer, such as facilitating calculations of production capacity, cycle times, and optimal buffer sizes. These tools allow for the simulation of various scenarios and cost-effective testing of different strategies, making them invaluable for companies striving to improve production and performance.  The purpose of this work is to conduct a case study using FACTS Analyzer and then compare the results with another simulation software that supports 3D simulations. By conducting the same case study in both programs, we can draw conclusions about the factors companies should consider when acquiring simulation software. The data will be collected through qualitative methods such as observations and interviews, complemented by quantitative methods through experiments within the case study. The results show that FACTS Analyzer and the chosen program Plant Simulation serve different purposes but within similar areas. FACTS Analyzer offers a simple and effective 2D simulation experience that is particularly useful for students and companies planning production. On the other hand, Plant Simulation provides extensive capabilities to model everything from individual production lines to entire facilities in a clear 3D environment, making it easier for people without in-depth knowledge of the field to understand the simulations. In conclusion, the study shows that both programs can complement each other by offering unique capabilities in different domains, providing companies with a competitive advantage by optimizing their production and planning processes.

Brandmän arbetar i situationer av stark osäkerhet och risk. Ett fungerande lagarbete är en förutsättning för att de ska kunna hantera de faror som förekommer vid olyckor, samordna sin verksamhet, rädda byggnader och fordon, ta hand om drabbade människor och även undvika att själva bli skadade. Blivande brandmän måste alltså lära sig arbetssätt som inbegriper både samordning, interaktion och individuella insatser i en mycket speciell och krävande arbetsmiljö. Denna studie bygger på deltagande observationer och intervjuer inom den tvååriga yrkesutbildningen Skydd Mot Olyckor. I fokus står hur studenterna i komplexa insatsövningar lär sig en praktisk förståelse av lagarbetet i sitt kommande yrke. Studien analyserar hur övningarna organiseras som en samtidig rekonstruktion och simulering av operativa arbetsuppgifter. Skolans övningsverksamhet ses alltså som en del av ett bredare lärandefält och med nära relationer till räddningstjänstens operativa verksamhet. I studien ges en detaljerad bild av hur övningarna genomförs samt av hur studenterna lär sig skapa kontroll. Det gäller såväl över arbetets materiella villkor och tekniska utrustning som över sociala interaktioner i arbetslaget och emotionella reaktioner på osäkerhet och risk. Studien bygger på ett sociokulturellt lärandeperspektiv med emfas på praktik och lärande av praktisk förståelse. I studien kombineras perspektiv från sociologi och från Science-and-Technology-Studies (STS) för att fånga praktikens sociomateriella dimensioner av teknik, social koordinering och emotioner. / Firefighters work in situations of strong uncertainty and risk. A functional teamwork is a precondition in order for them to handle dangers occurring at accidents, coordinate their activity, saving buildings and vehicles, take care of victims and avoid being hurt themselves. Potential firefighters must learn working methods that involve bringing together efforts, interaction and individual achievements in a very special and demanding work environment. The study investigates how students, through their participation in complex reallife simulations of operational work, learn a practical understanding of firefighting practice. The study draws on participant observations and interviews within the two-year firefighter’s vocational training program, Skydd mot olyckor. The study analyzes how exercises are organized simultaneously as reconstruction and simulation of operational tasks. The training program is seen as part of a larger learning field with close ties to firefighting practice. The study gives a detailed account of how exercises are conducted and of how students learn to achieve control in and through work. That includes material conditions and equipment as well as social interaction within the team and emotional reactions on uncertainty and risk. The study uses a socio-cultural learning perspective with an emphasis on practice and practical understanding. Perspectives from sociology and Science-and-Technology-Studies (STS) are combined to capture the socio-material dimensions of the specific practice studied, including technology, social coordination and emotions.

In Sweden, buildings are responsible for about 40 % of total energy use and about 10 % of total CO2 emissions Today more than 60 % of existing Swedish residential buildings are over 40 years old and are in need of major renovation. In addition, 15 % of all multi-family buildings and 27 % of all single-family houses were built before 1945. The increased energy use and threat from CO2 emissions of the building sector create a need for energy efficiency. The important role that renovation of residential buildings will play in reducing the total energy used by the Swedish building sector as well as in reducing primary energy use and CO2 emissions on both the national and global levels has been the impetus for the studies included in this thesis. The aim of the current research is to develop a methodology from a system perspective which can be used to analyze the energy use, optimal life cycle cost (LCC), energy efficiency measure (EEM) package, indoor environment, CO2 emissions, and primary energy use of a building or a community during major renovation. The developed methodology accomplished at three different levels, i.e. building level, cluster level and district level. The methodology considers both energy efficiency and economic viability during building renovation and will also play an important role in overall urban planning. The studied buildings include both non-listed and listed residential buildings and the tools used include building energy simulation (BES), survey, technical measurements, LCC optimization and building categorization. The results show that the combination of BES, technical measurements and surveys provides a holistic approach for evaluation of energy use and indoor environment of the studied residential buildings. The results from the current study also show that the 2020 energy target, i.e., reduction of energy use by 20 %, for the building sector can be achieved by all the studied building types and that the total LCC of these buildings are below the cost-optimal point. In comparison, the 2050 energy target, i.e., reduction of energy use by 50 %, for the building sector may be achieved by the non-listed buildings, but when the constraints relevant to listed buildings are added the cost-optimality changes as some EEMs in direct conflict with the building’s heritage value may not be implemented. The investigation of primary energy use and CO2 emissions by the residential buildings show that the higher the energy saving, the lower the primary energy use becomes, and vice versa. With the same energy saving, the heating system with higher primary energy factor results in higher primary energy use. From a CO2 emissions point of view, EEM packages proposed to help buildings connected to a CHP based district heating system, to reduce the energy use or LCC are not consistently effective. Since these EEM packages will reduce district heating demand, the electricity produced in the CHP plant will also decrease. When the biomass is considered a limited resource, measures such as investment in a biofuel boiler are not favourable from the CO2 emissions point of view. The current study has also shown that combining building categorization method and LCC optimization method will help the community to reduce its energy use, primary energy use and CO2 emissions in a systematic and strategic way. / I Sverige, står byggnadssektorn för cirka 40 % av den totala energianvändningen och cirka 10 % av CO2-utsläppen. Idag är mer än 60 % av befintliga svenska bostäder över 40 år gamla och i stort behov av renovering. Dessutom är 15 % av alla flerbostadshus och 27 % av alla småhus byggda före 1945. Den ökade energianvändningen och hotet från CO2-utsläpp från byggsektorn skapar ett behov av energieffektivisering. Grunden för studierna i denna avhandling är den stora betydelse som renoveringen av bostäder har, såväl för att kunna minska den totala energianvändningen som den primärenergianvändningen och CO2-utsläppen på både nationell och global nivå. Syftet med denna forskning är att utveckla en metodik ur ett systematiskt perspektiv som kan användas för att analysera energianvändning, finna optimal livscykelkostnad (LCC), skapa energieffektiviseringsåtgärdspaket, undersöka inomhusmiljöer, beräkna CO2-utsläpp och primärenergianvändning i en byggnad eller ett samhälle vid omfattande renovering. Den utvecklade metodiken som har använts i de aktuella studierna är på tre olika nivåer: byggnadsnivå, klusternivå och stadsdelsnivå. Metodiken avser både energieffektivitet och ekonomisk lönsamhet vid renovering av byggnader och kommer också att spela en viktig roll i den övergripande stadsplaneringen. De studerande byggnaderna i denna avhandling innefattar både historiska och icke-historiska bostäder. De använda verktygen inkluderar building energy simulering (BES), enkätundersökning, tekniska mätningar, LCC-optimering och byggnadskategorisering. Resultaten visar att kombinationen av BES, tekniska mätningar och enkätundersökning ger en god helhetsbild för utvärdering av energianvändning och inomhusmiljö av den studerade byggnaden. Resultaten från den aktuella studien visar också att 2020-energimålet, d.v.s. en minskning av energianvändningen med 20 % till 2020 av byggsektorn, kan uppnås i alla undersökta byggnader och att den totala LCC av dessa byggnader ligger under den kostnadsoptimala punkten. I jämförelse, kan 2050-energimålet, d.v.s. en minskning av energianvändningen med 50 % till 2050, kan uppnås i icke-historiska byggnader, men med hänsyn tagen till begränsningarna för historiska byggnader, ändras de kostnadsoptimala lösningarna, eftersom vissa energieffektiviseringsåtgärder är i direkt konflikt med byggnadens kulturhistoriska värde och därför inte kan genomföras. Undersökningen av primärenergianvändning och CO2-utsläpp i de studerade byggnaderna visar, att ju högre energibesparingen är, desto lägre blir primärenergianvändningen, och vise versa. Med lika mycket energibesparing, resulterar värmesystemet med högre primärenergifaktor i högre primärenergianvändning. Sett från CO2-utsläppssynvinkel, är de energieffektiviseringsåtgärdspaket, som kan hjälpa byggnader anslutna till ett kraftvärmebaserat fjärrvärmesystem att minska energianvändningen eller LCC, inte effektiva, eftersom dessa åtgärdspaket kommer att minska fjärrvärmeanvändningen. Detta leder till att mängden producerad el i ett kraftvärmeverk också kommer att minskas. När biobränsle betraktas som en begränsad resurs, är åtgärder som investering i en biobränslepanna inte energieffektiva från en CO2-utsläppssynvikel. Den aktuella studien visar också att kombinationen av byggnadskategorisering och LCC-optimering kommer att hjälpa byggnadssektorn att minska sin energianvändning, primärenergianvändning och CO2-utsläpp på ett systematiskt och strategiskt sätt.

Syftet med detta arbete var att fastställa det avkastningsmål som buffertfonderna bör ha för att bidra till största möjliga nytta för det svenska pensionssystemet samt att analysera styrkan och känsligheten i systemet. För att besvara syftet genomfördes en Asset Liability Management analys, där risk och avkastning optimerades samtidigt som hänsyn togs till pensionssystemets skulder och rättvisa mellan generationer. Ett nyckeltal definierades för att ta hänsyn till generationsneutralitet. Nyckeltalet visar hur mycket en generation procentuellt sett får ut i pension relativt vad de har betalat in till pensionssystemet och det anses vara rättvist om detta nyckeltal är samma för samtliga generationer. Utifrån nyckeltalet togs en stokastisk optimeringsmodell fram som minimerade förluster och orättvisor mellan generationer. Avkastningsmålet som fastställdes genom optimeringen blev 3,6 procent realt, vilket är lägre än samtliga buffertfonders nuvarande avkastningsmål. Känslighetsanalysen visade att pensionssystemet mest sannolikt ser starkt ut framöver. Pensionssystemet är framförallt känsligt för demografiska förändringar, medan förutsättningarna på de finansiellamarknaderna får mindre påverkan för systemets långsiktiga stabilitet. / The aim of this thesis was to determine the target return that the buffer funds should have to generate maximum possible benefit for the Swedish pension system and to analyse the strength and sensitivity of the system. An Asset Liability Management analysis, with optimization of risk and return with respect to the pension system’s liabilities and equality between generations, was performed. A key ratio was defined to illustrate the generation-neutrality in the pensions system. The key ratio shows how much pension one generation will receive compared to how much they have paid to the pension system and it is considered to be fair if the ratio is the same for every generation. A stochastic optimization model that minimized losses with respect to the key ratio was developed. The target real return that was determined in the optimization was 3.6 percent, which is lower than all the buffer funds’ current target returns. The sensitivity analysis showed that the pension system most plausible is strong in the future. The system is mainly sensitive for demographic changes while the condition of the financial market has less impact on the system’s long-term stability.

Diesel engines produce large amounts of nitrogen oxides (NOX) while running. Nitrogen oxides are highly toxic and also contribute towards the formation of tropospheric ozone. Increasingly stringent legislation regarding the amount of nitrogen oxides that are allowed to be emitted from diesel-powered vehicles has forced manufacturers of diesel-engines to develop after-treatment systems that reduce the amount of nitrogen oxides in the exhaust. One of the main components in such a system is selective catalytic reduction (SCR), where nitrogen oxides are reduced to diatomic nitrogen and water with the help of ammonia. A vital part of this process is the spraying of a urea-water-solution (UWS), which is needed in order to produce the reducing agent ammonia. UWS spraying introduces the risk of solid deposits (such as biuret, ammelide and ammeline) forming in the after-treatment system, should the flow conditions be unfavourable. Risk factors include high temperatures, but also low dynamics and high thickness of the resulting liquid film that forms as the UWS spray hits the surfaces of the after-treatment system. It is thus essential that manufacturers of SCR after-treatment systems have correct data on how much UWS that should be sprayed into the exhaust for any given flow condition. Experimental tests are thoroughly used to assess this but are very expensive and are thus limited to prototype testing during product development. When assessing a wider range of concepts and geometries early on in the product development stage, simulation tools such as computational fluid dynamics (CFD) are used instead. One of the most computationally heavy processes to simulate within a SCR after-treatment system is the UWS spray and its interaction with surfaces inside the after-treatment system, where correct prediction of the formation of solid deposits are of great importance. Most CFD models used for this purpose hold a relatively good level of accuracy and are utilized throughout the whole industry where SCR aftertreatment is applied. Despite this, these models are limited in the fact that they are only able to cover timescales in the scope of seconds to minutes while using a tolerable amount of computational power. However, the time spectrum for solid deposit formation is minutes to hours. Scania is one of Sweden’s biggest developers of SCR after-treatment, with the technology being incorporated directly into its silencers. AVL Fire is the main UWS spray simulation tool for engineers at Scania at the moment. One major drawback of using AVL Fire for UWS spray simulations is that it is deemed too time-consuming to set up new cases and too unstable during simulation, which makes it too costly in terms of expensive engineering hours. This project has investigated the potential of using STAR-CCM+ for UWS spray simulations at Scania instead. A standard method has been evaluated, as well as parameters that will prove useful in further investigations of a potential speedup method. The studied method in STAR-CCM+ is easy to setup and the simulation process is robust and stable. Various other perks come from using STAR-CCM+ as well, such as: a user-friendly interface, easy and powerful mesh-generation and great post-process capabilities. Several different parameters have been investigated for their impact on the studied method, such as mesh refinement of the spray injector area and the number of parcels injected every time-step through the spray injector (simply put the resolution of the spray). A possible speedup by freezing the momentum equations when allowed and lowering the amount of inner iterations has also been investigated. A handful of operating conditions have been studied for two different geometries. The attained simulation results display correlations with physical measurements, but further assessment for identifying the risk of solid deposit needs to be performed on the studied cases to assess the full accuracy of solid deposit prediction of the studied method. Recommendations for future work includes fully implementing and evaluating the speedup method available for spray simulations in STAR-CCM+ as well as directly comparing how the accuracy and performance of the method relates to that of the method used in AVL Fire for spray simulations. / Dieselmotorer producerar under körning stora mängder kväveoxider (NOx). Kväve-oxider är starkt giftiga föreningar som även bidrar till att öka mängden marknära ozon. Allt strängare lagstiftning gällande mängden kväveoxider som får släppas ut från fordon med dieselmotorer har lett till att tillverkare av dieselmotorer blivit tvingade att utveckla efterbehandlingssystem som renar avgasen från motorn. En av huvudkomponenterna i ett sådant system idag är selective catalytic reduction (SCR; på svenska selektiv katalytisk reduktion), där kväveoxider omvandlas till kvävgas och vatten med hjälp av ammoniak. För att producera ammoniak används en lösning av urea och vatten (t.ex. AdBlue®), som introduceras till efterbehandlingssystemet via spray. Denna process har dock en stor nackdel, då det under omvandlingsprocessen kan finnas risk för klumpbildning av ämnen som biuret, ammelid och ammelin ifall flödesförhållandena är ogynnsamma. Riskfaktorer för klumpbildning inkluderar höga temperaturer samt låg dynamik och hög tjocklek för den vätskefilm som bildas när sprayen med urea-lösning kommer i kontakt med ytor i efterbehandlingssystemet. Det är därför av stor vikt för tillverkare av efterbehandlingssystem som använder SCR att känna till hur mycket urealösning som kan sprayas in för varje givet flöde. Experimentella tester används till stor del för att utvärdera detta, men är väldigt dyra och kan endast göras för ett fåtal prototyper under en produkts utveckling. För att kunna utvärdera ett större antal koncept och geometrier tidigare i utvecklingsstadiet av en ny produkt används därför ofta datorkraft med simuleringsverktyg som CFD (Computational Fluid Dynamics). En av de mest beräkningstunga processerna att simulera i ett efterbehandlingssystem med SCR är sprayandet av urea-lösning och dess interaktion med ytor, där korrekta förutbestämmelser av huruvida det finns risk för klumpbildning eller inte är av stor betydelse. De flesta CFD modeller som används i detta syfte har förhållandevis god noggrannhet och används i stor utsträckning i den bransch där efterbehandling med SCR tillämpas. Däremot är dessa modeller begränsade i att de endast kan åstadkomma simuleringar (med en acceptabel mängd datorkraft) som sträcker sig i tidsintervallet sekunder till minuter. Bildningen av klump är dock en process som kan ta upp till flera timmar. Scania är en av Sveriges största tillämpare av SCR, då tekniken används i de efterbehandlingssystem som finns inbyggda i tillverkarens ljuddämpare. Scania använder främst AVL Fire för simulering av spray med urea. AVL Fire anses dock vara för tidskrävande vid skapelsen av nya simuleringsfall och för instabilt under simulering. Detta projekt har därför undersökt möjligheten att använda STAR-CCM+ för simulering av spray med urea hos Scania. Den metod i STAR-CCM+ som utvärderats är enkel att använda då nya simuleringsfall ska skapas, samtidigt som den är robust och stabil under simulering. Relevanta parametrar för en potentiell uppsnabbningsmetod har också undersökts. STAR-CCM+ i sin helhet är användarvänligt, där verktyget för att skapa och generera mesh är enkelt att använda såväl som kraftfullt när mer avancerade operationer krävs. Möjligheterna för postprocessing är väldigt smidiga för transienta förlopp, vilket är ett stort plus för simuleringar med urea-spray, vars injektion och resulterande processer är väldigt transienta skeenden i sig. Flera olika parametrar har undersökts, för att granska hur stor påverkan de har på prestandan och noggrannheten hos den studerade metoden. Två av dessa är tätheten av beräkningsnoder i den region där spray-munstycket är placerat samt antalet paket med urea-vatten lösning som injiceras varje tidssteg via spray-munstycket. En möjlig uppsnabbning av metoden, som går ut på att frysa ekvationerna för bevarelse av rörelsemängd (eng - momentum equations) när det är tillåtet och samtidigt minska antalet inre iterationer för varje tidssteg, har också undersökts. Ett flertal olika flödesförhållanden har också undersökts för två olika geometrier. De erhållna resultaten tyder på korrelation med data från fysiska experiment. Dock bör ytterligare hydrodynamiska utvärderingar tillämpas för att ordentligt kunna redogöra för hur väl STAR-CCM+ kan användas för att förutse risken för klump- bildning i en spray-process med urea-vatten lösning. Framtida arbete borde fokusera på att utvärdera den uppsnabbningsmetod som finns för spray-simuleringar i STAR-CCM+, samt direkt jämföra hur väl metodens noggrannhet och prestanda står sig gentemot den metod som används i AVL Fire för spray-simuleringar.