Meistarafyrirlestrar í verkfræðideildum og Raunvísindadeild, september 2022

Námsleið: Hugbúnaðarverkfræði
Leiðbeinandi:Helmut Neukirchen
Einnig í meistaranefnd: Esa Hyytiä
Prófdómari: Ingólfur Hjörleifsson, verkefnisstjóri hjá Iconsulting.is

Ágrip

Þegar skip á sjó leggja sjómerki, til dæmis baujur, nota þau sinn innbyggða GNSS staðsetningarbúnað til að fá staðsetningu sína og skrá þá staðsetningu sem staðsetning baujannar, en sá búnaður er nokkrum metrum frá þeim stað þar sem baujan er lögð í raun og veru. Skekkjur í merkjum GNSS, sem verða til einkum af völdum jónhvolfs jarðar, auka enn skekkjuna á staðsetningu baujunnar. Tilgangur þessa verkefnis er að þróa tæki sem er sett á baujuna þegar hún er lögð. Tækið mælir mjög nákvæma staðsetningu með GNSS og GNSS leiðréttingargögnum og á sama tíma notar lítið afl. Til þess var LoRaWAN netkerfi sett upp þar sem leiðréttingargögn eru send frá LoRaWAN gátt til tækisins á baujunni sem notar þau til að öðlast staðsetningu sína með skekkju innan við einn metra. Leiðréttingargögnin eru sótt frá kerfi viðmiðunarstöðva sem er rekið af Landmælingum Íslands og heitir IceCORS. IceCORS streymir gögnunum á internetið gjaldfrjálst og eru þau sótt af Raspberry Pi tölvu sem sendir þau til gáttarinnar yfir Ethernet. Tækið á baujunni er ESP32 örtölva vædd LoRa sendi-viðtæki og GNSS viðtæki. Raspberry Pi tölvan og gáttin gætu ýmist verið sett á skipið sem leggur baujuna eða sett upp á landi þar sem góð yfirsýn er yfir þau svæði þar sem baujur verða lagðar. Prófanir á kerfinu leiddu í ljós að nákvæmni staðsetningar tæksisins batnar verulega þegar leiðréttingar eru sendar til þess með LoRa og var skekkjan vel innan eins metra. Mælingar sýndu að hægt var að senda leiðréttingar allt að 15,5 km vegalengd meðan tækið náði slíkri nákvæmni.

Study programme: Software Engineering
Advisor:Helmut Neukirchen
Also in the masters committee: Esa Hyytiä
Examiner: Ingólfur Hjörleifsson, Program manager at Iconsulting.is

AbstractWhen vessels at sea currently install sea marks, such as floating buoys, they use their own Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers to acquire a position and use that as an estimate for the buoys’ position which is several meters from where the buoy is actually installed. Errors in the GNSS signals, which are mainly caused by Earth’s ionosphere, further add to the inaccuracy of the buoys’ position unless GNSS correction data is used. The purpose of this thesis is to develop a device that could be placed on a buoy in order to acquire a highly accurate position using GNSS and real-time GNSS correction data while also using low amounts of power. To achieve this a LoRa Wide Area Network (LoRaWAN) was set up which includes a LoRaWAN gateway that transmits corrections to the buoy device which uses them to acquire a position with a positioning error of less than a meter. The corrections are provided by a Continuously Operating Reference Station (CORS) network operating in Iceland called IceCORS which streams the corrections over the internet. The corrections are fetched by a Raspberry Pi computer which relays them to the LoRaWAN gateway via Ethernet. The buoy device is an ESP32-based microcontroller equipped with a LoRa transceiver module and a GNSS receiver. The Raspberry Pi and gateway can be placed on the vessel installing the buoy (assuming the vessel has Internet connectivity) or on shore with a good view over the areas where buoys would be installed as LoRa communication requires a line of sight when communicating over distances of multiple kilometers. In-field testing revealed that the corrections transmitted via LoRa provided a significant increase in the position accuracy and well within 1 m. They also revealed that corrections could be transmitted up to 15.5 km while achieving such an accurate position.

Námsleið: Eðlisfræði
Leiðbeinandi: Snorri Þ Ingvarsson
Einnig í meistaranefnd: Friðrik Magnus
Prófdómari: Sigurður Ingi Erlingsson,prófessor við Háskólann í Reykjavík

Ágrip
Járnsegulhermumælingar (FMR) á járnsegluðum þunnum húðum úr melmunum CoAlZr og NiFe eru kynntar. Frá þessum mælingum er hægt að meta dempunareiginleika húðarinnar með Gilbert dempunar stuðli. Þessi stuðull er mjög mikilvægur í segulfræði en ásamt honum er hægt að meta aðra einginleika húðanna með FMR mælingum. Helsta markmið verkefnisins var að koma upp tilraunaruppstillingu til þess að framkvæma FMR mælingar. Annað markmið verkefnisins var að skoða Gilbert dempun í myndlausu CoAlZr og þá að skoða möguleikana að fínstilla dempun með ræktunarskilyrðum eða með bökun eftir ræktun. Við kynnum jöfnu Landau-Lifshitz-Gilbert sem með langri útleiðslu gefur jöfnu fyrir hermuskilyrðinu. Við kynnum einnig FMR tilraunaruppstillinguna, og mælingarferlið, búnaðinn og gagnaúrvinnsluna. Fræði Gilbert dempunar er einnig lauslega rædd og hvernig hún flokkast í innri og ytri þætti. Kaflinn sem fjallar um tilraunaraðferðir inniheldur allt ferlið frá sýnaræktun yfir í greiningu á byggingu og seguleiginleikum húðanna, ásamt umfjöllun á bökun sýna. Nauðsynlegt er að fjalla um aðferðafræði úrvinnslu hermugagnanna þar sem líkan hermunar er flókið, með mörgum breytum og auðvelt er að finna staðbundin lágildi í mátun sem gefa rangt mat á dempun. Melmið sem lagt var upp með að skoða er CoAlZr, þau sýni sem eru ræktuð eru kynnt í kaflanum um ræktunarseríur og niðurstöður mælinga á þeim sýnum kynnt í kjölfarið. Með þessu myndlausa melmi voru áhrif þykktar, samsetningar og kristöllunar á dempun skoðuð. Við viljum skoða áhrif fasabreytingar úr myndlausu yfir í fjölkristallað CoAlZr. Þegar melmið inniheldur lítið hlutfall af Co þá er húðin myndlaus og hefur þá lágt Curie hitastig (Tc) rétt ofan við herbergishita. Dempun stóreykst í sýnum sem hafa Tc nálægt herbergishita, sem er það hitastig sem FMR mælingarnar eru framkvæmdar við. Bökun á myndlausum CoAlZr húðum umbreytir þeim í fjölkristöllaða byggingu, við þessa bökun stóreykst dempunin þrátt fyrir talsvert lág bökunarhitastig, aðeins 130 ◦C. Þykktaráhrif á dempun eru mjög lítil fyrir myndlaust form CoAlZr, en þykkt hefur talsverð áhrif á kristallaðar CoAlZr húðir sem hafa hátt hlutfall af Co. Þessi þykktaráhrif eru tengd við eddy strauma sem trufla einsleitni segulörvunnarinnar sem drífa FMR mælinguna.

Study programme: Physics
Advisor: Snorri Þ. Ingvarsson
Also in the masters committee: Friðrik Magnus
Examiner: Sigurður Ingi Erlingsson, Professor at Reykjavik University

Abstract
Ferromagnetic resonance (FMR) measurements on ferromagnetic thin film alloys of CoAlZr and permalloy (NiFe) are introduced. One of the important quantities that can be evaluated from these measurements is the Gilbert damping parameter. The goal of this thesis was to establish an experimental setup for FMR measurements, a setup that is very useful in many regards. Another focus of this thesis was to examine Gilbert damping in amorphous CoAlZr, investigate whether it can be tuned in deposition or by post-annealing. We introduce the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, from which the resonance condition is derived. We also present the setup of the experiment to measure the FMR, introduce the measurement procedure, the equipment and the data processing. The theory of Gilbert damping is discussed briefly, with its categorization of intrinsic and extrinsic contributions. The experimental methods chapter encapsulates the whole process from sample deposition to structural and magnetic analysis, including post-annealing. The method of evaluating Gilbert damping is important to include in this work since there are numerous variables in the model and it is relatively easy to settle with an ill-evaluated Gilbert damping parameter. The chapters of sample series and results focus on CoAlZr and the various parameters that can affect damping such as thickness, composition and crystallinity. In terms of crystallinity we explore the damping in samples of CoAlZr ranging from amorphous to polycrystalline. The Co content to AlZr has a substantial effect on damping, samples rich in AlZr can have Curie temperatures (Tc) near room temperature, the damping increases greatly in samples measured near their Tc. Annealing amorphous CoAlZr produces crystallites, the process of annealing shows amongst other effects a drastic increase in damping at low annealing temperatures of 130 ◦C. Thickness of CoAlZr for a fixed composition showed little effect on damping. Thickness is shown to have a great effect in samples very rich in Co, which are crystallised. This is partly due to eddy current effects, that disrupt the homogeneity of the magnetic excitation.

Námsleið:  Umhverfisverkfræði
Leiðbeinandi:Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd:  Áróra Árnadóttir
Prófdómari: Salla Kalaniemi, University of Helsinki

Ágrip

Þegar kemur að framleiðslu og framboði af grænni orku eru Norðurlöndin álitin sjálfbær., annað kemur þó á daginn þegar neysluvenjur og kolefnisfótspor þjóða heimsins eru skoðaðar. Markmið þessarar rannsóknar er að skoða samhengið milli jákvæðni til umhverfismála og neysluvenja hjá Norðurlöndunum og hvernig þær enduspeglast í kolefnisspori þeirra. Rannsókn þessi byggir á svörum 8000 neytenda, safnað í netkönnun á norðurlöndunum. Rannsókning skoðar hvernig hugafar til umhverfismála, milli mismunandi samfélagshópa, helst í hendur við kolefnisfótsporið þegar kemur að mataræði, húsnæðismálum, neyslu, ferðavenjum o.fl. Notast var við GNY PSPP, tvíbreytu- og aðhvarfsgreiningar við vinnslu gagnanna. í ljós kom að af Norðurlöndunum var Danmörk með hæðsta kolefnisfótsporið (8.6 tCO2-eq), þar á eftir Ísland (8 tCO2-eq), Finland (7.9CO2-eq), Noregur (7.1 tCO2-eq), og svo Svíþjóð (6.5 tCO2-eq). Það sem vóg hæðst í kolefnisfótspori Norðurlandanna(CBFC) var mataræðið(meðaltal 1.9t CO2-eq), þar á eftir vörur og þjónusta (meðaltali 1.8 tCO2-eq) og ferðamátar (meðaltali 1.4 tCO2-eq). Niðurlag þessar rannsóknar er að Norðurlöndin ættu að leggja áherslu á orkuskipti bílaflotans, bíllausan lífstíl og kjöt laust eða kjöt minna mataræði. Til að ná því fram þurfa stjórnvöld að leggjá höng á plóg og koma fram með stefnumarkandi reglur á eftirspurnarhliðinni þar sem Norðurlöndinn búa við mikla velgmegun sem leiðir af sér hærra kolefnisfótspor per capita, jafnvel í kolefnisjöfnuðu orkukerfi.

Study programme: Environmental Engineering
Advisor:Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Áróra Árnadóttir
Examiner: Salla Kalaniemi,Research Technician at University of Helsinki

Abstract

Due to their production and supply of green energy, the Nordic countries are frequently seen as sustainable. However, the nations rank among the highest in the world in terms of their consumption-based carbon footprints (CBCFs). The aim of the thesis is to learn how pro-climate attitudes (PCA) and consumption habits vary among the Nordic countries and how this is reflected in their carbon footprint. The study utilizes the data of around 8000 respondents, collected with the help of an online survey that was published in the Nordic countries. The thesis analyzes how PCA and several sociodemographic variables are associated with CBCFs regarding diet, transport, housing, leisure travel, goods and services, pets, and summer cottages. Using GNU PSPP, bivariate and regression analyses were carried out. Bivariate analysis revealed that Denmark (8.6 tCO2-eq) had the highest personal CBCF, followed by Iceland (8 tCO2-eq), Finland (7.9 tCO2-eq), Norway (7.1 tCO2-eq), and Sweden (6.5 tCO2-eq). The Nordic CBCF has been most significantly impacted by dietary habits (average 1.9 tCO2-eq), followed by goods and services (average 1.8 tCO2-eq), and transportation (average 1.4 tCO2-eq). Aside from Norway, the regression analysis's findings showed that CBCFs declined as PCA levels rose. The study concludes that the Nordic nations should prioritize the transition to electric vehicles, car-free lives, and a shift of dietary habits (e.g. vegan and vegetarian). The analysis supported the need for demand-side policies in the Nordic nations since high standards of living result in high carbon footprints per person even in decarbonized energy supply systems.

Námsleið: Efnafræði
Leiðbeinandi: Hannes Jónsson
Einnig í meistaranefnd: Ragnar Björnsson
Prófdómari: Dimitrios Pantazis,Group Leader hjá Max-Planck-Institut für Kohlenforschung

Ágrip

Þéttnifellafræði (DFT) er algengasta aðferðin sem notuð er í reikningum á efnahvörfum, en í reikningum á oxunar- afoxunar hvörfum meðseglandi hliðarmálma hefur komið í ljós að útreiknuð hvarforka er mjög háð því hvaða felli er notað í reikningunum. Þetta á sérstaklega við þegar reiknuð er afoxun lítilla sameinda við einfasa hvötun þar sem bæði efnahvati og afoxunarmiðill innihalda slíka hliðarmálma. Nákvæmar mælingar á jónunarorku kóbaltósens í gasfasa eru notaðar hér til að meta reiknaða jónunarokru og rafeindaskipan sem fengin er með ýmsum algengum fellum. Einnig er prófuð aðferð byggð á staðbundinni 'coupled cluster' (DLPNO-CCSD(T)) bylgjufallafræði (e. wave function theory) og sýnt fram á að hún gefur jónunarorku málm-samloku komplexa (e. metallocene) af meiri nákvæmni en þéttnifellafræði. Að lokum er DLPNO-CCSD(T) aðferðin notuð til að réttlæta val á þéttnifelli fyrir reikninga á afoxun nitursameinda með hugsanlegum molybden hvata þar sem kóbaltósen er notað sem rafeindagjafi.

Study programme: Chemistry
Advisor: Hannes Jónsson
Also in the masters committee: Ragnar Björnsson
Examiner: Dimitrios Pantazis,Group Leader at Max-Planck-Institut für Kohlenforschung

Abstract

Density functional theory is the most commonly applied method in calculations of chemical reactions, but in the case of redox reactions of open-shell transition metal complexes, strong functional dependencies have been observed in the calculated results. This is especially problematic in calculations of homogeneous catalysis of small molecule reduction where both the catalyst and reducing agent are based on open shell transition metals. Herein, we take advantage of the highly accurate experimental ionization energies of cobaltocene available in the gaseous phase in order to investigate the functional dependency of the calculated ionization energy by careful evaluation of the electric structures predicted by commonly used functionals. Also, a protocol using domain-based local pair natural orbital coupled cluster theory (DLPNO-CCSD(T)) is tested and found to be more consistent with the experimental results than density functional theory calculations of gas phase ionization energy of several metallocenes. Finally, the protocol is used to justify functional choice in calculations of dinitrogen reduction using a hypothetical molybdenum based catalyst and cobaltocene as a reducing agent.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Leiðbeinandi:Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd: Ólafur Ögmundarson og Áróra Árnadóttir
Prófdómari: Olga Árnadóttir,sérfræðingur hjá HMS

Ágrip

Hið byggða umhverfið ber ábyrgð á því að valda umtalsverðum umhverfisáhrifum sem varpar ljósi á að atvinnugreinin geti skipt miklu máli í baráttunni við umhverfisvandamál. Megináherslan í dag er á þéttingu byggðar til að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda frá byggingum og ferðavenjum. Einnig hefur aukin áhugi verið á að rannsaka losun af völdum bygginga með lífsferilsgreiningu (LCA). Hins vegar virðist vanta heildræna nálgun þar sem umhverfismarkmið á skipulagsstigi tengjast hönnun bygginga. Þessi ritgerð útvíkkar algenga notkun LCA á byggingum og leggur til aðferð á hverfismælikvarða til að ná heildrænni nálgun á umhverfisáhrif við byggingu nýs hverfis. Markmið ritgerðarinnar er að varpa ljósi á tækifæri til að nota LCA til að bæta umhverfisáhrif við hönnun og ákvarðanatöku á skipulagsstigi. Rannsóknin beinist að fornotkunarfasa vegna þess að sá áfangi hefur reynst valda umtalsverðri aukningu á kolefnislosun þegar horft er til nánustu framtíðar og skiptir sköpum til að ná markmiðum um loftslagsbreytingar. Rannsóknarefnið er nýlega deiliskipulagt íbúðarhverfi í Nýja Skerjafirði, Reykjavík. Í ritgerðinni er lögð áhersla á að leggja mat á umhverfisáhrif hverfisins með hliðsjón af byggingum og öðrum þáttum sem þarf til að byggja upp nýtt hverfi. Efnisnotkun skilgreind sem lykilatriði á hönnunarstigi. Ritgerðin sýnir hvernig heildarlosun loftslagsbreytinga í hverfinu minnkar þegar efnum er skipt út fyrir hefðbundin efni. Það dregur úr losun loftslagsbreytinga í heildina um 40% auk þess sem það dregur úr losun í flestum öðrum umhverfisflokkum sem skráðir eru.

Study programme: Environment and Natural Resources
Advisor:Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Ólafur Ögmundarson and Áróra Árnadóttir
Examiner: Olga Árnadóttir,Specialist at HMS

Abstract

The built environment has been identified of being responsible for causing significant environmental impacts, which indicate the opportunity for the sector to be of great importance in the battle against environmental problems. The main strategy today has been on urban density for lowering greenhouse gas emissions from housing and transport as well as studying the emissions caused by buildings with life-cycle assessment (LCA). However, the holistic approach seems to be missing, where environmental goals on the planning stage with the development of buildings are connected. This paper expands the common use of LCA on buildings and proposes the method on a neighborhood scale for reaching a holistic approach. The paper´s aim is to identify opportunities how LCA can be used for improving environmental impacts when designing and for decision making in the planning stage. The study focuses on the pre-use phase because that phase has proven to cause a significant spike of carbon emissions when considering the near future and is crucial in reaching climate change goals. The study case is a new neighborhood plan in New Skerjafjörður, Reykjavík. The paper focuses on assessing the environmental impacts of the neighborhood, taking into account buildings and other spaces needed to build up a new neighborhood. The thesis identifies material use as a key factor in the design stage. It demonstrates how material replacement improves the overall climate change emissions of the neighborhood. It reduces climate change emissions around 40% in total as well as it reduces emissions in most of the other documented environmental categories.

Námsleið: Hagnýt tölfræði
Leiðbeinandi: Birgir Hrafnkelsson
Prófdómari: Hafsteinn Einarsson, lektor við  Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild HÍ
Ágrip
Verkefni þetta er gert í samstarfi við Alcoa Fjarðarál, en Fjarðarál býr yfir miklum gögnum úr álbræðslukerum sínum. Í hverju keri eru 40 rafskaut sem skipt er um á 25,5 daga fresti. Þó kemur það fyrir að rafskaut bili áður en það á að skipta um það. Markmið verkefnisins er að búa til spálíkan sem segir til um hvort og mögulega hvenær ákveðið rafskaut muni bila. Tilgangur þess er að geta sagt fyrir um bilun rafskauts, þannig að hægt væri að skipta um rafskautið áður en það bilar og spara þann tíma og kostnað sem fylgir því að bregðast við biluðu rafskauti. Notast var við tvíkosta aðhvarfsgreiningu, tvíkosta aðhvarfsgreiningu með slembiþáttum og lifunargreiningu. Spáð var fyrir um bilun rafskauta með ~47% vissu, þannig að fyrir hverjar 100 spár sem segja að rafskaut muni bila eru 47 þeirra réttar. Hin 53 rafskautin sem spáð var að mundu bila, þau bila ekki. Niðurstöður þessa spálíkana voru því ekki nógu afgerandi svo hægt væri að nota þær í starfsemi álversins. Þó kom í ljós í lifunargreiningu og lýsandi tölfræði að rafskaut númer 20 og 21 bila mun oftar en hin rafskautin. Höfundur hvetur Alcoa til að kanna hvort skynsamlegt sé að stytta tímann sem rafskaut 20 og 21 eru í pottinum og/eða lengja tímann hjá rafskautunum sem eru hvað ólíklegust til þess að bila. Þetta ætti að vera byggt á kostnaði og ábata álversins við að seinka skautskiptum og/eða við að rafskaut bili. Ekki er vitað til þess að áður hafi verið reynt að spá fyrir um bilun rafskauta í álverum og því er þetta verkefni mikilvægt framlag til rannsókna á þessu sviði.

Study programme: Applied Statistics
Advisor: Birgir Hrafnkelsson
Examiner: Hafsteinn Einarsson, Assistant Professor at the Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science, University of Iceland
Abstract
This thesis is done in collaboration with Alcoa Fjarðarál. Alcoa has a substantial amount of data from its aluminum smelting facilities. In each aluminum smelting pots are 40 anodes which are replaced each 25.5-day period. Sometimes the anodes break down during their anticipated lifespan, which is 25.5 days. The goal of this project is to train a statistical model that predicts if and when each anode breaks down. That would result in it being changed just before it breaks down and therefore saving the company time and money. Three the statistical models were applied to these data, namely, a logistic regression model; a logistic regression model with random effect; and a Cox proportional hazard models. The best model could predict with ~47% accuracy if an anode would break down, that is, for each 100 predictions that indicated strongly that an anode would break down, 47 of them were correct. The accuracy from these statistical models were not precise enough, unfortunately. However, by using a Cox proportional hazard model as well as descriptive statistics it was shown that anodes number 20 and 21 broke down significantly more often than the other anodes. It should therefore be sensible to either shorten the planned time in each pot for anode number 20 and 21 and/or lengthen the time for the anodes least likely to break down. This should be calculated with keeping the cost and benefit of Alcoa in mind. The author is not aware of any previous research where statistical models have been used to predict whether anodes at aluminum factories break down within a given time period or not. This thesis is therefore an important contribution to such research.
 

Námsleið:  Umhverfis- og auðlindafræði
Leiðbeinandi:Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd:  Nína María Saviolidis
Prófdómari: Þorbjörg Sandra Bakke, sérfræðingur hjá Umhverfisstofnun

Ágrip

Matvælakerfið í heiminum er ábyrgt fyrir um 30% af losun gróðurhúslofttegunda í heiminum. Dýraafurða iðnaðurinn er ábyrgur fyrir um 75%% þessari losun. Núverkandi matvælakerfi er ekki sjálfbært og þarfnast umbyltingar. Umbyltingin krefst breytinga á mataræði yfir í sjálfbærara matærði og umverfisvænna fæðuvals. Vitund neytenda um hlýnun jarðar og áhrif kjötneyslu fer vaxandi. Engu að síður, þá eru neytendur ekki alltaf meðvitaðir um áhrif mataræðis og fæðuvals. Samkvæmt kenningu um hraða og hæga hugsun (Dual – prosess theory) þá eru flestar ákvarðandi í daglegu lífi teknar með Kerfi 1 án mikillar hugsunar og eru byggðar á leiðsagnarreglum, gildum og viðhorfum. Ef að hins vegar Kerfi 2 er virkjað, þá eru ákvarðanir frekar teknar með meðvituðum hætti og það er pláss fyrir að taka inn nýja þekkingu.

Í þessari tilviksrannsókn voru rannsökuð áhrif þess að innleiða kolefnisreikni fyrir máltíðir í stóru vinnustaða mötuneyti. Rannsökuð voru tvö tilvik annarsvegar, tilvik 1 var tvö mötuneyti þar sem stendur til að innleiða reikni fyrir kolefnisspor matvæla og tilvik 2 var mötuneyti þar sem er búið að innleiða kolefnisreikni . Hálf – skipulögð viðtöl voru tekin við gesti og stjórnendur til að meta áhrif innleiðingarinnar á val þátttakenda á máltíð, ástæður fyrir vali á máltíð, þröskulda varðandi val á hollu og sjálfbæru mataræði ásamt áhrifum innleiðingarinnar á eldhús.

Val gesta á máltíð í hádeginu er breytilegt frá því að innihalda mikið kjöt, miðlungs mikið af kjöti og yfir í lítið magn af kjöti. Þessi breytileiki er í takt við fyrri rannsóknir á neyslu, viðhorf til þess hvað er heilsusamlegur matur, viðhorf gagnvart minkun á kjötneyslu og varðandi heilsusamlegan mat og þröskuldum varðandi grænkera mataræði.

Innleiðing kolefnisreiknisins hefur áhrif á máltíðaval á þann hátt að gestir velja meira grænkera máltíðir og einnig varðandi viðhorf gesta, sem endurspeglast í vilja til að minnka neyslu á kjöti. Helstu þröskuldar sem borin var kennsl á varðandi meiri neyslu á grænkera fæði voru upplifuð vöntun á girnilegu útliti máltíðarinnar, upplifuð vöntun á próteini og í sumum tilfellum skortur á fjölbreytni. Kennsl var borin á ákeðið mynstur endugjafar annarsvega í tilviki 1 og hinsvegar í tilviki 2, út frá þessu mynstri var sett upp líkan um jákvæða endurgjöf. Líkanið útskýrir mynstur endurgjafar sem á sér stað og hvernig það hugsanlega hefur áhrif á innkaup. Að lokum er líkanið notað til að útskýra tilvik þar einnig áætlun um kerfisbundna minnkun kolefnispor frá innkaupum væri um að ræða auka þess sem reiknir fyrir kolefnispor frá máltíðum væri í notkun.

Endurgjöf í tilviki 2 býr til spíral. Þegar gestum er stýrt frá því að velja kjöt, beinist athyglin í auknu mæli að grænkeramáltíðinni. Aukin athygli á grænkearamáltíðnni þrýsir á eldhúsið til þess að bæta útlit grænkeramáltíðarinnar og til að gæta þess að grænkeramáltíðin innihaldi jafn mikið prótein og máltíðin sem er með kjöti. Framboð á gæða grænkeramáltíðum eykur vinsældir þeirra og minnkar val á máltíðum með kjöti. I sumum tilfellum er grænkera máltíðin jafnvinsæl og máltíðin sem inniheldur kjöt.

Study programme: Environment and Natural Resources
Advisor:Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Dr. Nína María Saviolidis, ninamaria@hi.is
Examiner: Þorbjörg Sandra Bakke,Specialist at Umhverfisstofnun

Abstract

The current food system as a whole is responsible for 30% of Green House Gases around the world. Animal agriculture is responsible for about 75% of these emissions. The current food system is not sustainable and needs transformation. A transformation requires a change in the diet of consumers towards more sustainable and environmentally friendly foods. Consumers' awareness of global warming and the impact of meat consumption is growing. Nevertheless, consumers are not always aware of the effects of different diets and meal choices. According to dual-process theory most decisions in daily life is taken with System 1 without much thought and based on heuristics and existing values and attitudes. However, if System 2 is activated, decisions are taken more deliberately and there is room for education.

This case study examined the effect of implementing a footprint calculator that calculates emission from meals, in a large canteen. Two cases were examined, Case 1 was two canteens that plan to provide information about carbon footprint, and Case 2 was canteen that has implemented a carbon footprint calculator. Semi-structured interviews with customers and managers were conducted to estimate customs meal choice, reasons for meal choice and barriers to a healthy and sustainable diet, and the effect of the implementation on the kitchen

Customers' meal choice at lunchtime varies from high meat consumption and moderated meal consumption to low meat consumption. This segmentation of customers is intact with previous literature on meat consumption, attitudes regarding a healthy and sustainable diet, views on meat reduction, and barriers to a plant-based diet

Implementation of the footprint calculator has effects on meal choice in the form of more consumption of plant-based meals and attitudes of customers, resulting in a conscious or unconscious reduction mindset. The main barriers identified to more consumption of plant-based meals are perceived lack of appetizing look, perceived lack of protein and in some cases, lack of variety. Based on the feedback loops identified in the cases, a positive feedback loop model is proposed. The model explains the different feedback loops that occur in Case 1 and Case 2 and how that potentially affects procurement. Finally, the model is used to explain possible case senary where a reduction plan for emission from procurement is in place.

The feedback loops in Case 2 create a spiral. Steering customers away from meat, highlights the plant-based meal as an option for suitable protein. The spotlight on the plant-based meal pushes the kitchen to make improvements to the look of the plant-based and to make sure the plant-based meal includes the same amount of protein as the animal-based meal. Offering quality plant-based meals increases the consumption and decreases the consumption of animal-based meals. In some cases, the plant-based meal is as popular as the plant-based meal.

It is proposed that future research should examine the effect of implementing a carbon footprint calculator with a formal carbon footprint reduction plan or policy for procurement. The focus should be on the feedback loops and spiralling effect of the implementation.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Leiðbeinandi: Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd:  Antti Kinnunen og Stavroula Tsitsiragos
Prófdómari: Rebekka Guðmundsdóttir,verkefnisstjóri hjá Reykjavíkurborg

Ágrip

Þéttbýlismyndun hefur haft mikil áhrif á vistkerfi jarðar, slík myndun gleypir enn frekari sólargeislun, veldur þurrkum, ásamt því að takmarka búsvæði annara tegunda. Spár sýna að þéttbýlismyndun haldi áfram að aukast næstu áratugi, á sama tíma og loftlagsbreytingar versna. Þá er mikilvægt að framkvæmdaráætlanir séu innleiddar sem geta mögulega dregið úr skaða þéttbýlissvæða ásamt því að aðlaga slík svæði að breyttu loftslagi. Ein allra stærsta umbreytingin frá náttúrulegu landslagi yfir í þéttbýli var brottnám gróðurs og því er viðeigandi að aukin gróðursetning í þéttbýli sé ein af grundvallarlausnum þegar kemur að vandamálum þéttbýlismyndunar. Í þessari ritgerð er lögð áhersla á að safna saman og endurskoða rannsóknir um aðferðir við gróðursetningu í borgarlandslagi; græna veggi og þök, borgargarða og götutré. Hver þessara aðferða hefur sína kosti sem geta dregið úr kolefnislosun og mengun ásamt því að auka seiglu borgarlandslagsins þegar kemur að því að aðlagast loftslaginu. Til eru þónokkrar rannsóknir sem skoða áhrifin við eina af þessum aðferðum, nokkrar sem rannsaka tvær aðferðir samhliða en í þessari ritgerð er farið yfir allar aðferðirnar og kostir þeirra skoðaðir með það að leiðarljósi að fá fram alhliða greiningu af því hvaða ávinning þessar aðferðir geta haft í för með sér. Niðurstöður benda til þess að miklir jákvæðir möguleikar fylgja flestum aðferðanna. Þó vantar að rannsaka gróðursetningaraðferðir í þéttbýli enn frekar og er mörgum spurningum enn ósvarað til dæmis varðandi það hvernig ólíkt loftslag getur haft áhrif. Þrátt fyrir þær niðurstöður er það augljóst að gróðursetning í þéttbýli er mikilvæg leið til þess að berjast gegn neikvæðum áhrifum þéttbýlismyndunar og loftlagsbreytinga.

Study programme: Environment and Natural Resources
Advisor:Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Antti Kinnunen and Stavroula Tsitsiragos
Examiner: Rebekka Guðmundsdóttir,Project Manager at The City of Reykjavik

Abstract

Urbanization has massively changed how a number of systems function, increasing the solar radiation absorbed into the environment, decreasing the amount of water in the environment, and reducing habitat for species. As urban areas are projected to continue growing through the mid-century and climate change worsens, it is important to implement strategies capable of mitigating the harm of urban areas as well as adapting to the changing climate. One of the greatest shifts from natural landscapes to an urban one was the removal of vegetation; therefore, increasing vegetation may provide solutions to some of these urban ills. This paper focuses on aggregating and reviewing literature on four urban greening methods: green walls and roofs, urban parks, and street trees. Each of these methods provides its own benefits that can mitigate carbon emissions and pollutants, while also increasing the resilience of urban areas and adapting to the climate. There are several papers that review these benefits for each method independently, and some that review two methods, but the present paper reviews all four methods and places the benefits on a matrix for comprehensive understanding of what benefits have been identified in the research. The findings point to strong possibilities for many of the methods, but there are significant gaps in the research, both related to what benefits have been well-studied and also in what climates the benefits have been identified. Even with these mixed findings, greening represents a way forward for urban areas to combat the negative effects of urbanization and climate change.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Leiðbeinandi:Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd: Áróra Árnadóttir og Henna Anttonen
Prófdómari: Björn Teitsson, verkefnisstjóri hjá Skipulagsstofnun

Ágrip

Athafnir einstaklinga til að vernda umhverfið eða tileinka sér umhverfisvæna hegðun hafa verið álitin mikilvægt skref í þeirri vegferð að sporna við hlýnun jarðar. Rannsóknir hafa sýnt að mögulegt er að hafa áhrif á umhverfisvæna hegðun út frá framsetningu hennar eða til dæmis út frá búsetu fólks. Rannsókn þessi tekur til athugunar umhverfishegðun og hvernig hún tengist hugsjónum fólks út frá ímynd þeirra um búsetu (e. Built Environment) í þéttbýli, úthverfum og strjálbýli. Skynjun einstaklinga á umhverfi þeirra getur veitt vísbendingu um það hvernig samsetning mismunandi þátta getur haft áhrif á hegðun. Í rannsókninni var notast við gagnagrunn sem byggður var á svörum við spurningakönnun sem lögð var fyrir íslenska þátttakendur. Ímynd einstaklinga um búsetu er dregin fram út frá breytum sem eru einkennandi fyrir umhverfisvæna hegðun. Tvíbreytileg og lýsandi greining var fengin með notkun á tölvuforritinu Jamovi, útgáfu nr. 2.5.5. Niðurstöður úr spurningakönnuninni leiddu í ljós að umhverfishegðun er breytileg eftir búsetu. Til að mynda hefur fólk á strjálbýlli svæðum aukna tilhneigingu til orkusparandi skrefa og aukinnar flokkunar á rusli á meðan fólk í þéttbýli tileinkaði sér frekar að breyta fæðuvali sínu yfir í grænkera fæði, ferðaðist sjaldnar og nýtti sér virka ferðamáta.

Jafnframt sýndi rannsóknin fram á að einstaklingar sem bjuggu í umhverfi sem þótti hvetjandi fyrir umhverfisvæna hegðun hegðaði sér í sumum tilfellum á umhverfisvænni hátt. Hins vegar náði hvatningin ekki til allra tegunda af umhverfisvænni hegðun. Niðurstöður þessarar rannsóknar geta veitt vísbendingar um það hvernig einstaklingar bregðast við umhverfi sínu út upplifun af hinu byggða rými sem getur veitt skipuleggjendum borga og stjórnvalda upplýsingar um það hvernig hægt er að styðja við umhverfisvæna hegðun.

Study programme: Environment and Natural Resources
Advisor:Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Áróra Árnadóttir and Henna Anttonen
Examiner: Björn Teitsson,Project Manager at Skipulagsstofnun - National Planning Agency

Abstract

An individual’s actions to protect the environment or pro-climate behaviors have been considered an important factor in mitigating climate change. Previous studies have suggested that pro-climate behaviors can be shaped by the context in which the behavior is embedded or for example where people live (built environment: i.e., man-made components of people´s surroundings).

This study examines climate behaviors and how they are connected to people´s perceived (self reported) built environment (BE) components in urban, semi urban and rural areas. How people perceive their environment can provide information on if or how contextual factors influence behaviors. A dataset collected with a survey was used, which consists of participants from Iceland. Perceived built environment is captured using variables which are found important for each climate behavior. Bivariate and descriptive analysis were done using jamovi 2.5.5. The results gathered from the survey respondents indicate that frequency of climate behaviors varies between settlements where people in the rural areas had done more energy efficiency upgrades and recycled more while more people in the urban areas were vegan, took fewer domestic and international trips and used more remote modes of transports.

People who perceived the built environment in their local area as supportive of relevant climate behavior did engage in more climate behaviors in some cases. However, the perceptions did not affect climate behavior in many cases. These results may help broaden the current perspective of city planners and policy makers, as well as identifying opportunities for creating settlements that indirectly or directly support or influence pro-climate behavior.

Námsleið: Tölvunarfræði
Leiðbeinandi:Páll Melsted
Einnig í meistaranefnd: Steinn Guðmundsson (Meðleiðbeinandi)
Prófdómari: Róbert Torfason,Senior Machine Learning Engineer hjá Genki Instruments

Ágrip

Með víðtækum erfðamengisleitum hefur tekist að sýna fram á tengsl hundruð þúsunda erfðabreytileika og svipgerða. Niðurstöður víðtækra erfðamengisleita hafa mörg notagildi, tvö dæmi eru að finna orsakagen sjúkdóma og aðstoða við lyfjaþróun.

Með stækkandi gagnasöfnum eykst þörfin á reiknigetu.

Línuleg og tvíkosta aðhvarfsgreiningarlíkön eru notuð til að kanna tengsl í víðtækri erfðamengisleit. Íslensk erfðagreining þarf reglulega að framkvæma hundruð milljarða aðhvarfsgreininga. Þessi ritgerð kannar áhrif þess að færa reikniþunga hluta tveggja forrita sem notuð eru til að gera tölfræðipróf í víðtækri erfðamengisleit. Eftir endurskipulagningu á samhliðavinnslu og hröðun lykilhluta forritanna, enduðum við með fjölþráða forrit sem í samvinnu við GPU skilar 70x-223x hröðun þegar þau eru borin saman við fjölþráða CPU útgáfur.

Study programme: Computer Science
Advisor:Páll Melsted
Also in the masters committee: Steinn Guðmundsson, (Co-advisor)

Examiner: Róbert Torfason,Senior Machine Learning Engineer at Genki Instruments

Abstract

Genome wide association studies (GWAS) have proven their value, having found hundreds of thousands of associations between genetic variants and phenotypes. GWAS results can have many uses, two examples are identifying causal genes for diseases and aiding in drug development. With increasing dataset sizes, the need for greater computational capacity also increases.Linear and logistic regression models are used to test associations in GWAS. DeCODE genetics routinely needs to fit regression models on the order of hundreds of billions. This thesis explores offloading compute heavy parts of two programs doing association analysis to GPUs. By optimizing key parts and changing the parallelization architecture used, we end up with multithreaded CPU programs working in tandem with a GPU, resulting in a speedup of 70x-223x when compared to their multithreaded CPU versions.

16.september, kl 14:00, í Öskju, stofu 129
Lyapunov föll fyrir línulegar slembnar diffurjöfnur með hjálp tvílínulegra fylkjaójafna - fræði og forritun (Lyapunov Functions for Linear Stochastic Differential Equations by Bilinear Matrix Inequalites -Theory and Implementation)
Meistaranemi: Eyleifur Ingþór Bjarkason

15. september kl. 14:00, stofa 008 í Veröld – Húsi Vigdísar
Hönnun og smíði á prófunarbekk fyrir nýja aðferð við ástandsmat á kefla og kúlulegum með mælingum á hljóðútstreymi (Design and Fabrication of a Test Rig for a New Approach on Health Monitoring of Roller Bearings Using Acoustic Emission)
Meistaranemi: Heimir Rafn Bjarkason