|
|
|
Hankekoodi: A70115
Hankkeen nimi: CEMIS 2015-2016 ohjelma - MIKES (VTT Oy) - Virtausmallinnuksen sekä UWB ja impulssitutkatekniikkaan perustuvan monitorointialustan kehittäminen
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.1.2015 ja päättyy 31.12.2016
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Kainuun liitto
Hakijan virallinen nimi: Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Organisaatiotyyppi: Tutkimuslaitos
Y-tunnus: 2647375-4
Jakeluosoite: Tehdaskatu 15, Puristamo 9P19
Puhelinnumero: 040660970
Postinumero: 87100
Postitoimipaikka: Kajaani
WWW-osoite: http://www.vtt.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: KOPONEN PETRI
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Research team leader
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: petri.koponen(at)vtt.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0406609709
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
CEMIS 2015-2016 ohjelma koostuu viidestä rinnakkaisesta kehittämishankkeesta. MIKES (VTT Oy) yksi tehtävä on toimia eri CEMIS –osapuolten hankkeissa mittausten luotettavuuteen jäljitettävyyteen liittyvissä asioissa, siten, että mittausmenetelmät ovat kaikilta osin luotettavia ja mittaustuloksella on määritetty epävarmuus, joka perustuu matemaat-tiseen mittausta kuvaavaan malliin. Mallissa on otettu huomioon kaikki mittausepävarmuuteen vaikuttavat tekijät aina standardikuvaajan muodostamisesta lähtien. Tässä rinnakkaishankkeessa MIKES (VTT Oy) kehittää omaa mallintamisosaamistaan nestevirtauksessa tapahtuvien ilmiöiden suhteen. Tämä on tärkeää, jotta ymmärretään esim. erilaisten rakenteiden vaikutus virtausprofiiliin. Hankkeessa toteutetaan myös demonstraattori (VTT node) UWB (Ultra Wide Band) ja impulssitutkateknologiaan perustuvasta uuden tyyppisestä materiaalivirtojen monitorointimenetelmästä.
Hankkeen varsinainen kohderyhmä on MIKES (VTT Oy) työntekijät, jotka kehittävät omaa mallinnusosaamistaan ja teknologiaosaamistaan UWB-impulssitutkatekniikan osalta. Samalla myös MIKESin (VTT Oy) osaamispohja laajenee. Mallinnusosaaminen tulee olemaan MIKESin (VTT Oy) osa yrityksille kohdistettuja asiantuntijapalveluita. MIKES (VTT Oy) henkilökunta kehittää myös osaamistaan kuvantavien menetelmien käytöstä taipuman arvioinnissa Jyväskylän yliopiston vetämässä Yhteishanke B:ssä koskien sauvatesterin toteutusta. sekä saada aikaiseksi vähävirtainen ympäristön monitorointiin soveltuva UWB-impulssiteknologiaan perustuva laitealusta. Toisaalta eri yhteishankkeiden mittausmenetelmien toteutuksen kannalta on olennaista, että MIKES (VTT Oy) tekee oman osuutensa hankkeissa.
Hankkeen välilliset kohderyhmät ovat prosessiteollisuuden parissa toimivat yritykset, jotka tarvitsevat tietämystä eri ilmiöiden vaikutuksista esimerkiksi putkistossa olevien kohteiden (venttiilit, virtauksentasaajat, mutkat jne.) sekä fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien vaikutuksista (lämpötila, viskositeetti) virtausprofiiliin. Keskusteluissa Kainuussa prosessimittalaitteita kaupallisiin tarkoituksiin kanssa valmistavien yritysten, kuten Metso ja Kajaanin Prosessi-mittaukset Oy, on käynyt ilmi että heillä on tarvetta tällaiselle paikalliselle osaamiselle.
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 173 448
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 163 583
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 235 283
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 224 465
Maakunnat: Kainuu
Seutukunnat: Kajaanin
Kunnat: Sotkamo, Kajaani
Jakeluosoite: Tehdaskatu 15, Puristamo 9P19
Postinumero: 87100
Postitoimipaikka: Kajaani
Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 3 | 4 |
| Mallintaminen vähentää energian kulutusta verrattuna toistuviin kokeellisiin mittauksiin ja sitä kautta halutun rakenteen saavuttamiseen. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 3 | 4 |
| Kaiken kaikkiaan energiatehokkuus vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja sitä kautta hidastaa ilmastonmuutosta. | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 2 | 3 |
| Ilmastonmuutoksen hidastaminen vähentää myös kasvillisuuteen ja eliöhin kohdistuvaa ympäristön muutoksista aiheutuvaa stressiä. Biodiversiteettiin siis kohdistuu tätä kautta vähemmän uhkia. | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 2 | 3 |
| Kasvihuonekaasuja syntyy fossiilisten polttoaineiden käytöstä. Fossiilisten polttoaineiden käytön vähentäminen pienentää kasvihuonepäästöjä ja haitallisten yhdisteiden määrä ilmakehässä. Laskeuma tuo nämä maaperään ja vesistöihin. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 1 | 3 |
| Samat vaikutukset kuin edellä koskevat myös Natura 2000 alueita. | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 2 | 3 |
| Mallinnuksella voidaan osoittaa toimiva rakenne kustannustehokkaasti ilman useita teollisesti valmistettuja välivaiheita. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Ei vaikutuksia | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 3 | 4 |
| Hankkeessa kehitettävä UWB-pohjainen paltform on mahdollista myöhemmin kaupallistaa esimerkiksi alueelle perustettavan tai olemassa olevan yritystoiminnan puitteissa. | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 4 | 2 |
| Mallinnus on aineeton tuotos joka voi kuvata kappaletta tai ilmiötä. | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Ei vaikutuksia. | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 1 | 1 |
| Hiihdon välinetestaukseen liittyvät toiminnot edistävät mm. hyvinvointia jossain määrin. | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Ei vaikutuksia. | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Ei vaikutuksia. | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Ei vaikutuksia. | ||
| Ympäristöosaaminen | 1 | 2 |
| UWB-pohjainen vähävirtainen ympäristönvalvonta voi johtaa ympäristöosaamisen lisääntymiseen. | ||
CEMIS 2015-2016 ohjelma koostui viidestä rinnakkaisesta kehittämishankkeesta, joista virtausmallinnuksen sekä UWB ja impulssitutkatekniikkaan perustuvan monitorointialustan kehittäminen (FloModNode) oli yksi. VTT:n tehtävä oli toimia eri CEMIS –osapuolten hankkeissa mittausten luotettavuuteen jäljitettävyyteen liittyvissä asioissa, siten, että mittausmenetelmät olisivat kaikilta osin luotettavia vertailukelposia. Lisäksi VTT kehtitti omaa laskennallisen virtausdynamiikan (CFD) osaamistaan. Tämä on tärkeää, jotta voitaisiin ymmärretään esim. erilaisten rakenteiden vaikutus virtausprofiiliin.
Yhteishanke CleanTec:ssä VTT MIKES-Kajaani toimi pääasiassa TP 1:ssä. Työpaketin aikana kehitettiin edelleen VTT MIKES-Kajaanin LDV-laitteiston mittaustulosten visualisointia sekä LDV-laitteistolla määritettävää tilavuusvirran laskentaa putkivirtauksesta. LDV-laitteistolla mitattiin ja visualisoitiin D500-laitteiston putkivirtausprofiili läppäventtiilin jälkeen sekä mittaustuloksia myös verrattiin Comsol Multiphysics -ohjelmistolla simuloituihin tuloksiin. Tulokset julkaistiin artikkelina kansainvälisessä alan julkaisussa. Lisäksi simulointiohjelmistolla on laskettu virtausprofiileja myös mm. virtauksen tasaajalle sekä virtaussuuttimelle. Uutena asiana simulointiosaamista on laajennettu avoimen lähdekoodin ohjelmistoihin opiskelemalla OpenFOAM -simulointiohjelmiston käyttö. OpenFOAMin myötä myös laskentaklusterin hyödyntäminen tarjoaa enemmän mahdollisuuksia monimutkaisten virtausongelmien ratkaisemiseen.
Yhteishankkeessa LIPAT – Teknologiaa urheiluun ja urheilijan seurantaan, VTT MIKES-Kajaani osallistui Jyväskylän yliopiston välinetestausjärjestelmien mittauskyvyn, luotettavuuden ja mittausten toistettavuuden parantamiseen suorittamalla kansallisiin mittanormaaleihin jäljitettäviä välinetestausjärjestelmien mittausantureiden kalibrointeja. Lisäksi VTT MIKES-Kajaanissa toteutettiin selvitystyötä JYU:n välinetestausjärjestelmien mittauskyvyn edelleen kehittämiseksi, mm. sauvatesteriin ja hiihtosauvan voimanmittaukseen liittyen.
Impulssitutkateknologiaa on tutkittu kaksivuotisessa CEMIS hankkeessa Cleantec, jossa tutkittiin materiaalin kosteusmittauksen toteutusta impulssitutkalla. Impulssitutkatekniikka mahdollistaa kosketuksettoman ja jatkuvan kosteusmittauksen. Lisäksi testattiin tutkan käyttöä ihmisen havaitsemiseen ja materiaalien paksuuden mittaukseen. Tutkan ohjaukseen ja tutkan tuottaman datan käsittelyä varten kehitettiin sulautettuun järjestelmään perustuvaa ohjelmistoa.
Projektin aikana toteutettiin kolmiulotteisen UWB paikannusjärjestelmään korkeusmittaus impulssitutkalla. Järjestelmää käytettiin Microsoftin järjestämässä sisätilapaikannuskilpailussa. UWB paikannusjärjestelmän ja impulssitutkan integroinnista on lyhyt julkaisu, UWB Localization complemented by Impulse Radar, Microsoft Indoor Localization Competition, IPSN 2016.