Publikationer från KTH
Not a member yet
57933 research outputs found
Sort by
Optimal placement of electric scooter parkings : A Mixed-Integer Programming Approach to Align Facility Placement with User Demand
No full textThe usage of electric scooters is a rising trend in many cities, serving as a flexible alternative or complement to public transport. The rapid pace of development highlights the need to optimize the availability of these services. To ensure or- derly and unobstructed public streets, these vehicles would optimally be placed in assigned parking spaces around the city. This report aims to minimize the number of parking spaces required to meet user demand, while also reducing walking distances. This is accomplished through the use of mathematical op- timization models incorporating integer-valued variables, commonly referred to as Mixed Integer Programming (MIP). In this project, the set covering problem together with the facility location problem will be considered. The aim is to in- vestigate how these can be used to decide how the placement should look like in Stockholm, Sweden, with demand based on population distribution. The results indicate that between 85 − 414 parking spaces are needed for the set covering model, while 863 − 1039 spaces are needed for the facility location model. It is concluded that the most realistic model is the latter. The findings also sug- gest that the model can be refined by improving the modeling of demand and considering additional factors
Study of Particle Dynamics, Pair Dispersion, and Clustering of Floaters in Gravity-Capillary Wave Turbulence
No full textParticle dynamics in turbulent fluid flows, particularly under gravity-capillary wave regimes, plays a pivotal role in environmental and engineering challenges such as marine pollutant dispersion and plastic aggregation. However, the interplay between turbulent wave forcing, particle interactions, and clustering remains underexplored in controlled experimental settings. This study combines laboratory experiments and stochastic modeling to investigate the dispersion and clustering of floating particles in gravity-capillary wave turbulence. A transparent wave tank equipped with programmable paddles and cylindrical obstacles generated controlled turbulence, while a water and titanium-dioxide mixture enhanced optical contrast for surface measurements. Two particle sizes (8 mm and 15 mm) were tracked using Fourier Transform Profilometry (FTP) for wave-height reconstruction and Particle Tracking Velocimetry (PTV) for trajectory analysis. A stochastic model incorporating turbulence-driven velocity fluctuations, wave-induced energy transfer, and particle trapping was developed to simulate dynamics
Parametric design and optimization of industrial steel halls : How generative design can be used to minimize the amount of structural steel
No full textByggbranschen befinner sig i ett förändringstillstånd där ökade krav på effektivitet, hållbarhet och korta projekteringstider driver behovet av nya digitala arbetssätt. Detta är inget undantag för projektering inom industribyggande där den beställande kunden ofta är under tidspress för att etablera eller expandera sin produktionsverksamhet. En vanlig konstruktion inom industribyggande är stålhallar då de tillhandahåller stora invändiga ytor och flexibla lösningar som industriverksamheter ofta efterfrågar. Trots att kunskapen om stålhallar är väl etablerad, bygger dimensioneringen fortfarande ofta på manuella och erfarenhetsbaserade metoder, vilket gör det svårt att säkerställa optimala lösningar sett till ekonomi och miljö. Till följd av att stålhallen normalt har en repetitiv utformning lämpar den sig väl för digital modellering. I detta sammanhang framträder parametrisk design och optimeringsalgoritmer som kraftfulla verktyg. Genom att skapa en parametrisk beräkningsmodell för en stålhall, med en integrerad optimeringsprocess, har detta arbete utforskat hur generativ design kan användas för att skapa förutsättningar för snabbare, mer informerade beslut i tidiga projekteringsfaser. Med hjälp av den generativa designmiljön som utvecklats har även optimala utformningar av olika stålhallar utvärderats, med målet att minimera stomstålets massa. I samband med detta utfördes även en känslighetsanalys för att utvärdera hur stålmassan beror av de geometriska parametrarna pelaravstånd, fackverkshöjd samt fackindelning. Resultaten från arbetet påvisar att den utvecklade modellen är väl lämpad till att skapa och utvärdera olika designalternativ i tidiga projekteringsskeden. Känslighetsanalysen visade att pelaravståndet hade störst påverkan på stålmassan, jämfört med övriga utvärderade parametrar
Modeling Multi-Class Traffic Using Network Flows
No full textIn this thesis, traffic is modeled as a minimum cost network flow problem, which routes traffic in an optimal way. Different vehicle types with unique characteristics are modeled by expanding the idea of multiple commodities. By transforming the network flow problem into a linear programming problem, the model is solved using the simplex method. The model is applied to a traffic scenario in central Stockholm, which show that the model can replicate interactions between different vehicle types. Limitations and strengths of the model are discussed by looking at two potential applications
Tactile understanding of time : Designing an aid for people with congenital deafblindness
No full textThis report presents a master’s thesis in Integrated Product Design at the Royal Institute of Technology (KTH), conducted during the spring of 2025. The project was commissioned by the Swedish National Resource Centre for Deafblindness (Nkcdb). The purpose of the project was to develop a deeper understanding of the everyday challenges faced by individuals with congenital deafblindness and to use these insights to contribute to improvements in their daily lives. The project began with a background study in which relevant literature was reviewed. This was followed by a qualitative investigation, consisting of interviews with professionals working in the field of deafblindness, as well as with parents of children with congenital deafblindness. In addition, two contextual observations were conducted to further deepen the understanding of the target group. The results from the interviews were analysed and categorised into key themes. Insights from the background research and interviews formed the foundation for idea generation and subsequent concept development. The concept development process was iterative and included continuous dialogue with experts in the field of deafblindness to ensure that the proposed solution was well suited to the needs of the target group. The project resulted in Time Buddy, a conceptual time aid designed to support individuals with congenital deafblindness by improving their sense of time. The device aims to reduce feelings of stress and anxiety, especially during unstructured periods or sudden activity transitions, by fostering a greater sense of predictability in daily life.Följande rapport beskriver ett examensarbete på masternivå inom Integrerad Produktdesign vid Kungliga Tekniska Högskolan, genomfört under våren 2025. Uppdragsgivare var Nationellt kunskapscenter för dövblindfrågor (Nkcdb). Syftet med projektet var att bygga en djupare förståelse för de utmaningar som personer med medfödd dövblindhet möter i vardagen, och att med hjälp av dessa insikter bidra till förbättringar i deras livssituation. Projektet inleddes med en bakgrundsstudie där relevant litteratur granskades. Därefter genomfördes en kvalitativ undersökning i form av intervjuer med yrkesverksamma inom dövblindhetsområdet samt med föräldrar till barn med medfödd dövblindhet. Utöver det genomfördes även två kontextuella observationer för att ytterligare öka förståelsen för målgruppen. Resultaten från intervjuerna analyserades och tematiserades. Insikterna från bakgrundsstudien och intervjuerna låg till grund för idégenereringen och den efterföljande konceptutvecklingen. Konceptutvecklingen bedrevs iterativt, med återkommande dialog med experter inom dövblindsområdet för att säkerställa att lösningens egenskaper var väl anpassade till målgruppens behov. Projektet resulterade i Time Buddy, ett konceptuellt tidshjälpmedel som är utformat för att stödja personer med medfödd dövblindhet genom att förbättra deras tidsuppfattning. Hjälpmedlet syftar till att minska känslor av stress och oro, särskilt vid ostrukturerade tidsperioder eller vid plötsliga byten av aktiviteter, genom att skapa förutsägbarhet i vardagen
Hydropower Optimization under Start-Up Restrictions
No full textHydropower is a renewable, low-carbon and dispatchable energy source, which makes it a crucial component in combating climate change. This motivates and necessitates research on operating hydropower plants optimally. In this thesis, several different models of the energy production of the hydropower plants in the Skellefte River over a seven-day period are developed and compared. This study is partly based on a previous report which compares a linear programming model (LP) of connected power plants with a more accurate mixed-integer linear programming model (MILP) that, by utilizing integer variables, incorporates forbidden discharge intervals. What distinguishes this study is that restrictions on how frequently the power plants are started are incorporated into the model. This is motivated by the fact that excessive starting and stopping is damaging to a hydropower plant. The models are formulated and solved in GAMS. Thus, the aim of this study is to compare the less detailed and computationally demanding LP-model with the MILP-model that incorporates restrictions on the number of start-ups and evaluate the agreement of the optimal profits and the operational schedules. This is done, partly, in an effort to gauge the LP-model’s suitability as an approximation of a system of connected hydropower plants. The results suggest that applying a restriction on the number of start-ups had a marginal effect on the profit and, although the impact on the operational schedule was significant, the similarities in the overall pattern of the discharge plans support the conclusion that the linear model (LP) is an adequate approximation of the model with restrictions on the number of start-ups
Color transfer using optimal transport
No full textColor transfer is an image processing method in which the colors of an input image are mapped to the colors of a target image. The map can be obtained by describing the colors of the images as distributions and formulate the prob- lem into an optimal transport problem using Kantorovich’s formulation. The methods which this report will utilize to solve this transportation problem are the simplex method and Sinkhorn’s algorithm. The performance of the two methods can be improved by reducing the number of colors in the images using a k-means algorithm. The different methods will be tested on several pairs of images, demonstrating that Sinkhorn’s algorithm combined with k-means is the most effective method in terms of computational and qualitative results
Energy Efficiency in Office Buildings : Strategies for reduced energy consumption and improved energy rating
No full textEnergieffektivisering i befintliga kontorsfastigheter är en viktig del av omställningen till etthållbart fastighetsbestånd. Detta examensarbete besvarar tre frågor om tekniska åtgärder, lönsamhetoch framtida digital styrning.För det första presenteras en ny strategi för att integrera framtidsberedskap och AI i energieffektiviseringsarbetet.Strategin bygger på en kartläggning av flera väletablerade fastighetsbolagsarbetssätt och intervjuer med AI-forskare. AI-forskarna berättar om flera hinder som begränsarutvecklingen. Bland annat handlar det om brist på tillgänglig och enhetlig data, säsongsvariationersamt svårigheter att koppla AI-modeller till befintliga styrsystem. Den nyastrategin innehåller lösningar och visar vad fastighetsbolag kan göra redan idag. Den är ettstöd för fastighetsägare och AI-utvecklare som vill förbereda byggnader för framtiden ochenergibesparing.För det andra undersöks hur åtgärder inom värme- och ventilationssystem påverkar energiprestandaoch driftkostnader. Studien utgår från referensfastigheten Furudal 2 som tillhandahållsav Castellum. Fastigheten är en kontorsbyggnad från 1980-talet med energiklass D. Genomenergikartläggning, platsbesök och beräkningar identifieras åtgärder som solceller och kompletteringav fjärrvärme med bergvärmepump. Investeringskalkyler visar att flera av dessa åtgärderär lönsamma och kan höja byggnaden till energiklass C. Detta kan också ge möjlighettill grön finansiering.För det tredje undersöks potentialen i AI-baserade styrsystem genom litteratur och intervjuer.Studien visar att AI har stor potential att effektivisera energianvändningen och anpassa driftenefter byggnadens behov. Samtidigt begränsas tekniken idag av låg digital mognad, bristandedatakvalitet och svårigheter att koppla AI-lösningar till befintliga styrsystem.Sammantaget visar arbetet att energieffektivisering kräver tekniska åtgärder och en tydlig strategiför digitalisering. Resultatet ger praktiska råd till fastighetsägare som vill höja energiklassen,sänka driftkostnader och utveckla byggnader som är redo för framtiden.Improving energy efficiency in existing office buildings is a key part of the transition to a sustainablebuilding stock. This thesis addresses three key questions about technical measures,cost-effectiveness, and future digital management.First, a new strategy is presented to integrate future readiness and AI into energy efficiencywork. The strategy is based on a review of current practices at several well-established propertycompanies and interviews with AI researchers. These researchers describe several barriersthat hold back progress, including a lack of accessible and standardized data, seasonal variations,and challenges connecting AI models to existing control systems. The new strategy providessolutions and outlines what property owners can do today. It serves as a guide for propertyowners and AI developers who want to prepare buildings for the future and improve energyefficiency.Second, the study examines how measures within heating and ventilation systems affect energyperformance and operating costs. The analysis is based on the reference building Furudal2, provided by Castellum. The building is an office property from the 1980s with an energyrating of D. Through energy mapping, site visits, and calculations, measures such as solar panelsand adding a ground-source heat pump to the existing district heating system are identified.Investment calculations show that several of these measures are cost-effective and could upgradethe building to energy class C. This could also open the door to green financing.Third, the potential of AI-based control systems is explored through literature and interviews.The study shows that AI has strong potential to optimize energy use and adjust operations tothe building’s needs. However, the technology is currently limited by low levels of digital maturity,poor data quality, and challenges integrating AI solutions with existing control systems.Overall, the study demonstrates that improving energy efficiency requires both technicalmeasures and a clear strategy for digitalization. The results offer practical advice for propertyowners looking to upgrade their buildings’ energy ratings, lower operating costs, and preparefor the future
Energiförbrukningen vid framdrivning av ett Hyperloopsystem
No full textTransportsektorn står för en stor del av den globala uppvärmningen och miljöförändringen som präglar världen. I Sverige kommer en stor andel av utsläppen av växthusgaserna från vägtransporter och flyg. För att lösa detta problem är det bra att utforska alternativa transportmedel som kan uppfylla samma behov utan att skapa lika mycket utsläpp. Hyperloop är ett transportmedelskoncept som består av ett magnetsvävartåg i en nära-vakuumtunnel för att minimera motståndskrafter vid drift. Detta låter poddar åka med väldigt höga hastigheter samtidigt som de förbrukar förnybar energi. Hyperloop kan på detta vis minska koldioxidutsläppet av långa resor genom att vara bekvämare än flyg samt snabbare än tåg och bilar. I denna rapport undersöktes energiförbrukningen hos ett Hyperloop-system vid färd från Stockholm till Malmö. Modellen var baserad på det tyska Transrapid som använder en linjär synkronmotor (LSM) för drivning och elektromagnetisk suspension (EMS) för svävning. Magnetiska och aerodynamiska motståndskrafter har använts för att beräkna energiförbrukningen för resan vid varierande topografi, marschfart och acceleration. Beräkningarna byggde på vissa förenklade antaganden om motståndskrafter samt körfall. Resultaten visade att topografin hade en försumbar inverkan på energiförbrukningen för det testade körfallet. Man kan då argumentera att Hyperloop-tunnlarna bör byggas längs topografin. Marschfarten hade en stor påverkan på mängden energi som krävdes för en resa, medan accelerationen mest påverkade dragkraften som motorn behövde leverera. För att optimera energikonsumtion och motorns dragkraft krävs det ett lämpligt val av marschfart och acceleration. Energiförbrukningen för Hyperloop-systemet var väldigt likt X2000-tåget. Dock inkluderade beräkningarna inte andra elektriska system som t.ex. ljus, ventilation och tryckreglering i tunnlarna. Därför bör den totala energiförbrukningen av hela systemet vara mycket större än resultatet visade
Influence of Edge Preparation in Industrial Production : Edge Radius and Tool Life in Re-sharpened Drills at Scania
No full textThis study investigated how edge preparation through drag finishing affected the tool life of re-sharpened drills used in industrial production at Scania Engine Manufacturing. Within Scania DM's current re-sharpening and edge preparation process, a need was identified for quality control after the drag finishing operation. The purpose of the report was to analyse the relationship between edge radius and tool wear, and to evaluate the organizational and technical requirements for implementing microscope as measurement equipment. The work was a combination of literature review, interviews, and experimental drill tests. Tests were performed on drills with varying processing times in a drag finish machine, and the edge radius were measured with a microscope. Flank wear and spindle torque was used as an indicator of tool life. The drilling tests showed that larger edge radius tended to result in greater flank wear and higher torque, indicating increased tool wear. The unprepared drill initially exhibited the lowest torque, but it increased toward the end of the test, suggesting a shorter tool life than the drills with moderate edge radius. The drills with moderate edge radius showed more stable torque curves, indicating a longer tool life. However, the results are limited by a small number of data points and measurement uncertainties. The interviews showed that a microscope can be integrated into the existing production environment, but the implementation requires clear instructions, training, and customized fixtures. The ability to systematically measure edge radii and wear was considered to contribute to better tool control, improved sustainability, and reduced resource consumption.Denna studie undersöker hur eggpreparering, specifikt eggavrundning genom drag finishing, påverkar verktygslivslängden hos omskärpta borrar i industriell produktion. Inom Scania DM:s process för omskärpning och eggpreparering fanns behovet av kvalitetskontroll efter drag finishing. Syftet med arbetet var att analysera sambandet mellan eggradie och verktygslivslängd, samt att utvärdera organisatoriska och tekniska förutsättningar för att införa ett mikroskop som mätutrustning. Rapporten bygger på en kombination av litteraturstudie, intervjuer och experimentella borrtester. Borrarna eggpreparerades med olika bearbetningstider, varefter eggradierna mättes upp med mikroskop. Fasförslitning och vridmoment i spindeln användes som indikator på verktygslivslängd. De experimentella testerna visade att större eggradier tenderade att leda till en större fasförslitning och högre vridmoment, vilket antyder att större eggradier leder till större verktygsslitage. Den ej eggpreparerade borren visade initialt lägst vridmoment men ökade mot slutet, vilket indikerar på kortare livslängd än borrarna med medelstora eggradier. Dessa borrar gav stabilare vridmomentkurvor, vilket tyder på en längre livslängd. Resultaten begränsas dock av ett litet antal mätpunkter och vissa mätosäkerheter. Intervjuerna visade att ett mikroskop kan integreras i den befintliga produktionsmiljön, men att införandet kräver tydliga instruktioner, utbildning och anpassade fixturer för att möjliggöra repeterbarhet. Möjligheten att systematiskt mäta eggradier och förslitning bedömdes kunna bidra till ökad verktygskontroll, förbättrad hållbarhet och minskad resursanvändning