Meistarafyrirlestrar í verkfræðideildum og Raunvísindadeild

Námsleið: Iðnaðarverkfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinandi: Anna Hulda Ólafsdóttir
Einnig í meistaranefnd: Guðmundur Valur Oddsson

Prófdómari: Ari Jónasson,verkefnastjóri hjá Rio Tinto

Ágrip
Viðfangsefni verkefnisins var að kanna hvernig áhættubundið eftirlit og frammistöðumat geti stuðlaða að bættu eftirliti hjá flugdeildum Samgöngustofu. Tilgangurinn með verkefninu er að leggja fram greiningu fyrir Samgöngustofu til þess að stuðla að viðunandi stigi öryggis í öllum þáttum samgöngukerfisins er varðar flug. Til þess var framkvæmd samanburðarrannsókn á innleiðingu og nýtingu þriggja annarra flugmálayfirvalda á viðfangsefninu. Ástæða fyrir breytingum á eftirlitsaðferðum er vegna kröfu Alþjóðaflugmálastofnunarinnar þar sem farið er fram á að flugmálayfirvöld búi yfir verklagi sem gerir þeim kleift að forgangsraða auðlindum sínum á þann hátt að þau atriði sem teljast áhættumeiri en önnur fái aukinn forgang eftirlitsaðila. Auk þess er litið svo á að hefðbundnar eftirlitsaðferðir verði ekki nægilegar til þess að tryggja öryggi með áframhaldandi vexti í flugumferð. Svarið við þessari kröfu er talið vera áhættubundið eftirlit. Framkvæmd þess byggir á því að safna nauðsynlegum gögnum til þess að geta greint og séð veikleika í starfsemi leyfishafa og brugðist við því með auknum eftirlitsaðgerðum. Til þess þarf að framkvæma frammistöðumat á öryggisstjórnun leyfishafans auk þess að útbúa og viðhalda áhættusniði fyrir hvern leyfishafa. Niðurstöður verkefnisins sýna að möguleiki er fyrir hendi að bæta eftirlit með þessum aðgerðum. Kosturinn við þessa hugmyndafræði er að geta nýtt auðlindir eftirlitsstofnanna á skilvirkari og markvissari hátt ásamt því að ná fram auknu öryggi heilt yfir í faginu. Þar að auki getur aukið samstarf leyfishafa og eftirlitsaðila stuðlað að bættri frammistöðu í öryggismálum og gert leyfishöfum auðveldara fyrir að mæta sínum kröfum stöðugt.

---

Study programme: Industrial Engineering
Faculty:  Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisor: Anna Hulda Ólafsdóttir
Also in the masters committee: Guðmundur Valur Oddsson
Examiner: Ari Jónasson, Project Manager at Rio Tinto

Abstract

The topic of this thesis was to see how risk-based oversight and performance-based oversight can contribute to improved surveillance for aviation departments of the Icelandic Transport Authority. The purpose of this thesis is to promote the possibility to attain an acceptable level of safety in all aspects of the transport system regarding aviation. There for, a comparative study was carried out on the implementation and utilization of three other aviation authorities on the subject. The reason for the change in surveillance methods is due to requirements from the International Civil Aviation Organization, which requires aviation authorities to have procedures in place that enable them to prioritize their resources in such way that those items that are considered riskier than others are given increased priority by regulators. In addition, it is considered that traditional surveillance methods will not be sufficient to ensure safety with continued growth in air traffic. The answer to this is believed to be risk-based oversight. This method is based on collecting the necessary data to be able to diagnose and spot weaknesses in service provider’s operations and respond to that with increased monitoring measures. To do this the authority has to perform performance assessment on the service providers safety management systems, in addition prepare and maintain a risk profile for each service provider. The results indicate that there is a possibility to improve surveillance with these methods. The advantage of this ideology is to be able to use resources of the regulator in a more efficient and purposeful way, as well as to achieve increased security throughout the industry. In addition, increased co-operation between service provider and the authority can contribute to improved safety performance and make it easier for them to meet their requirements constantly.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild
Leiðbeinandi: Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd: Ólafur Ögmundarson, Marta Rós Karlsdóttir, Páll Jens Reynisson og Nargessadat Emami
Prófdómari: Alexandra Kjeld, verkfræðingur hjá Eflu

Ágrip

Uppsöfnun sorps og sorpumhirða er flókið viðfangsefni fyrir minni sveitarfélög og dreifða byggð. Með gösunarstöð gefst möguleiki á að breyta sorpi, þá sérstaklega viðarúrgangi, í afgas sem nota má í að knýja sprengjuhreyfil til að framleiða hita og rafmagn í heimabyggð. Slík notkun gösunarstöðvar getur komið í veg fyrir óþarfa landfyllingu og að úrgangi sé einvörðungu brennt. Rannsóknin felur í sér vistferilsgreiningu (e. life cycle assessment, LCA) með áherslu á kolefnisfótspor og önnur umhverfisáhrif afgasframleiðslu og orkuframleiðslu úr sorpi. Greiningin felur einnig í sér samanburð á umhverfisáhrifum vegna landfyllingar og brennslu sorps í Vestmannaeyjum. Grunneiningin, eða aðgerðareiningin (e. functional unit), sem rannsóknin skilgreindi er 1 kg af unnum viðarúrgangi, og aðferðir sem valdar voru til útreikninga umhverfisáhrifa voru CML 2001 og CED (Cumulative energy demand). Eftirfarandi þrjú sorpumhirðuferli voru greind í rannsókninni; 1) Gösunareining í eigu Verk- og Náttúruvísindastofnunar Háskóla Íslands, sem framleitt getur bæði rafmagn og heitt vatn, 2) sorpbrennslustöð sem verið er að reisa í Vestmannaeyjum og 3) metangasframleiðsla úr landfyllingu í Álfsnesi. Gösunarferlið reyndist umhverfisvænasti kosturinn varðandi gróðurhúsaáhrif ásamt 8 öðrum umhverfisárhifaflokkum (e. environmental impact categories). Lokaskref gösunarferlisins og rafmagnsframleiðsla í gösunarstöðinni, ásamt dísel- og olíuframleiðslu vegna notkunar á eldsneyti á vistferli stöðvarinnar höfðu mestu umhverfisáhrifin. Hvað varðar orkuframleiðslugetu mismunandi sorphirðuferla, gat sorpbrennsluferlið framleitt 11.093 GJ árlega samanborið við gösunarferlið (3.902 GJ) og landfyllinguna (241 GJ). Næmnigreining á inntaksbreytum vistferilsgreiningarinnar sýnir fram á hvaða þættir hafa mest áhrif á mismunandi umhverfisáhrifaflokka. Framtíðarrannsóknir gætu tekið til greina fleiri sviðsmyndir á mismunandi efnamassa sorps til að ná fram meiri sjálfbærni í umhverfismálum ásamt hreinni orkuframleiðslu.

---

Study programme: Environment and Natural Resources
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisor: Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Ólafur Ögmundarson, Marta Rós Karlsdóttir, Páll Jens Reynisson og Nargessadat Emami
Examiner: Alexandra Kjeld, Environmental Engineer at Efla Consulting Engineers

Abstract

Waste generation and management are major issues confronting urban, small, and isolated communities in Iceland. Combined heat and power (CHP) gasification system provides the opportunity to convert waste wood to syngas, which can then be combusted to generate electricity and heat, thereby eliminating the need for landfilling or incineration. The study evaluates, for the first time, the life cycle GHG emissions and other environmental impacts of syngas production and energy generation from waste wood in comparison with incineration and landfill systems in the Vestmannaeyjar region in Iceland, using process life cycle assessment (LCA) methodology. Using a functional unit of 1 kg of waste wood treatment, the CML 2001 and CED methods were applied to evaluate the environmental impacts. The CHP power pallet gasifier owned by the University of Iceland, the proposed stepped heath incinerator to be constructed in Vestmannaeyjar, and the methane recovery landfill in Álfsnes were the case study´s systems employed for the life cycle modeling. The gasification process appeared to be the most environmentally beneficial concerning global warming and eight other environmental impact categories. The final conversion processes, along with electricity generation, and diesel and oil production were the most environmental hotspots. The incineration process generated the optimum net energy of 11,093 GJ per annum as compared to gasification (3,902 GJ) and the landfill (241 GJ). The sensitivity analysis highlights the vital role of systems´ parameters to the environmental impacts. Future studies can assess different scenarios of integrated biomass technology pathways with the aims of achieving both environmental sustainability and higher cleaner energy generation.

Námsleið: Umhverfisverkfræði 
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild 
Leiðbeinendur: Bing Wu og Hrund Ó. Andradóttir
Prófdómari: Arndís Ósk Ólafsdóttir Arnalds, forstöðumaður vatns og fráveitu hjá Veitum
Ágrip
Eftirsókn eftir fersku vatni er stanslaust að aukast í heiminum, sem ýtir undir vatnsskort á mörgum svæðum heims. Á sama tíma er magn skólps samfellt að aukast líka í heiminum, sem gæti leitt til vatnsskorts og að gæði vatns almennt muni minnka. Til að reyna að minnka áhrifin sem skólp hefur á umhverfið og almenna heilsu, þá er ætlast til þess að það uppfylli losunarstaðla áður en því er skolað út í umhverfið. 
Á Íslandi, er ~24% af skólpi ekki hreinsað og það hreinsaða er mestmegnis hreinsað einungis með fyrsta stigs hreinsun. Þar sem lífhreinsun (annars stigs hreinsun) er ekki heppileg hér á landi vegna kalts loftlags, þá er hagkvæmari lausn að nota himnutækni sem er kynnt í þessari ritgerð. Rannsóknir á þyngdaraflsdrifnum himnum (GDM) hafa verið að aukast vegna lágs kostnaðars, lágs rekstrarkostnaðars og þann eiginleika að halda stanslausu streymi í gegnum himnurnar, með engri eða lágmarks hreinsun.
Í þessari ritgerð verður farið í gegnum frammistöðu líftankanna (hreinsun á lífrænum og næringarríkum efnum), frammistöðu himnanna (streymi, viðnám himnanna og endurheimtun gæði vatns) í örveruþekjandi og loftfirrtum GDM fyrir skólphreinsun undir mismunandi rekstrar aðstæðum (þjöppunarstuðull lífbera og himnuhreinsunaraðferðir). Síaða vatnið var safnað og notað sem vökvun á plöntum. Þær plöntur sem voru vökvaðar með síaða vatninu mættu stöðlum Evrópusambandsins og Alþjóðaheilbrigðisstofnunarinnar á öllum mældu sviðum fyrir utan pH-gildið, sem fór reglulega yfir viðmiðin. Að öðru leiti voru gæðin mjög sambærileg plöntunum sem notuðust við kranavatn. Að lokum verður farið í gegnum kostnaðaráætlun fyrir GDM kerfis fyrir mismunandi íbúafjölda (10-5000 manns), sem leiddi í ljós að kostnaður var upp á ~123.000 - 38.400.000 ISK (~1.000 - 300.000 USD).

---

Study programme: Environmental Engineering 
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisors:  Bing Wu and Hrund Ó. Andradóttir
Examiner: Arndís Ósk Ólafsdóttir Arnalds, Director at Veitur
Abstract
Globally, the freshwater demand is constantly growing in the world, causing water scarcity in many regions. Meanwhile, the quantity of untreated wastewater is continuously increasing, leading to decreased water quality. To minimize the adverse effects of wastewater on the environment and public health, it must be treated to meet discharge standards prior to being released into the environment. 
In Iceland, ~24% of municipal wastewater was not treated, and the remaining municipal wastewater is treated only by primary screen and settling. As conventional biological process (secondary treatment) is not suitable in Iceland due to cold climate, a feasible solution through membrane technique is proposed in this study. Gravity-driven membrane (GDM) filtration of wastewater has been increasingly studied due to their low cost, low maintenance and the ability to have stabilized flux with minimal cleaning. 
In this study, reactor performance (organic and nutrient removal) and membrane performance (flux, membrane resistance and reclaimed water quality) will be illustrated in GDM systems for wastewater treatment under different operation conditions (biocarriers packing ratio, membrane cleaning protocols). The permeate was collected and used as irrigation water for planting. The results revealed that the permeate quality met the EU and WHO standards for irrigation except the pH regularly exceeding the recommended amount. The permeate irrigated plants were highly comparable to the tap watered plants. Finally, cost analysis with respect to population density (10-5000 people) predicts the annual total cost is estimated to be ~1,000 - 300,000 USD (~123,000 - 38,400,000 ISK).

Námsleið: Iðnaðarverkfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinendur: Anna Hulda Ólafsdóttir og Rögnvaldur Sæmundsson
Prófdómari: Þórdís Anna Oddsdóttir, verkefnastjóri hjá Fyrirtækjaráðgjöf,Kviku

Ágrip
Það eru miklar breytingar að raungerast í bankakerfinu og væntingar eru um að fjártækni spili stærra hlutverk á næstu árum í ákvörðunartöku. Rannsóknir sýna að það eru miklir möguleikar í ákvörðunartökulíkönum í útlánastarfsemi sem getur verið hagkvæm jafnvel fyrir litla banka. Þessi ritgerð miðar að því að útbúa ákvörðu- nartökulíkan fyrir framlengingar í Arion Banka. Markmið líkansins er að samþykkja einföld lánamál sem uppfylla fyrir fram ákveðin skilyrði en ekki hafna þeim málum sem ekki eru hæf til framlengingar. Til að uppfylla markmiðið eru framlengingar í Arion Banka rannsakaðar og skilgreint hvaða eiginleika lán þarf að uppfylla til þess að hægt sé að samþykkja framlengingu. Aðferðafræðin sem notuð er við að skilgreina þessa eiginleika er að greina þá reynslu sem starfsmenn bankans búa yfir, uppfylla settar reglur og greining á gögnum. Aðferðin sem líkanið notast við byggist upp á settum forsendum og til þess eru þrjár megin greiningar sem allar umsóknir þurfa að standast: almenn varúðar greining, tryggingamat og greiðslumat.

Niðurstöður sýna að miklir möguleikar eru fyrir líkanið. Hlutfall þeirra lána sem eru samþykkt af líkaninu um 40.8%. Við prófanir kom í ljós að líkanið samþykkti ekkert lán sem var ekki samþykkt í handvirku ferli hjá Arion Banka. Helsta takmörkun líkansins er að nákvæmni líkansins er aðeins 30% en það er skýrt af þeim umsóknum sem voru samþykktar af handvirku ferli en hafnað af líkaninu. Niðurstöður sýna að með innleiðingu líkansins gæti Arion banki sparaði milli tvö til átta stöðugildi. 

---

Study programme: Industrial Engineering
Faculty:  Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisors:  Anna Hulda Ólafsdóttir and Rögnvaldur Sæmundsson
Examiner: Þórdís Anna Oddsdóttir, Project manager at Kvika

Abstract

There are big changes in the banking system and financial technology is expected to play a more significant role each year in daily decision making. Researches have shown that a decision model in lending operations has great potentials for banks, and implementation can be cost-effective even for small banks. This study aims to create a decision model for loan extensions for Arion Bank. The purpose of the model is to approve those cases which fulfill given criteria but not to reject the applications which should not be approved. To meet this objective, loan extensions in Arion Bank are investigated to identify which loan features indicate that applications are applicable for a loan extension. The method used to determine those features includes analyzing experience from the lending operation, bank’s credit rules and data analysis. The model technique is criteria-based, and it uses three evaluation processes to analyze applications: stopper analysis, collateral evaluation, and payment assessment.

Results show great potential for the decision model, and the proposed model has an approval rate of 40.8%. The model evaluation showed that it did not approve any applications which were not extended by the current manual process. The key issue identified was that the accuracy of the model is 30%. This relatively low accuracy ratio can be explained by the cases approved in the current manual process but rejected by the model. Results show that by implementing the proposed model, Arion bank could save 2-8 FTE.

 

Námsleið: Byggingarverkfræði  
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild  
Leiðbeinanendur: Rajesh Rupakhety, Simon Ólafsson og Eggert V. Valmundsson
Prófdómari: Sigurbjörn Bárðarson, verkfræðingur hjá Norconsult ehf

Ágrip
This thesis focuses on system identification of civil engineering structures and its ability to identify modal parameters. System identification can be used in civil engineering for different purposes; damage detection following serious events, such as earthquakes, for structural health monitoring of existing structures, likewise in simulation and design. The literature of system identification in structural engineering is extensive and only few are presented here. From the literature reviews, a method of system identification is chosen to be used for the case study of this thesis and its theory presented. The case study is an existing highway bridge in south Iceland. Ambient vibrations of the bridge were measured with four tri-axial accelerometers. These measurements are used to estimate the modal parameters of the case study bridge and compared to a finite element model, created based on structural drawings. The fundamental vibration frequencies obtained from system identification are in good agreement with the eigen frequencies estimated from the finite element model.

---

Study programme: Civil Engineering
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisors: Rajesh Rupakhety, Simon Ólafsson og Eggert V. Valmundsson
Examiner: Sigurbjörn Bárðarson, Civil Engineer at Norconsult ehf

Abstract

This thesis focuses on system identification of civil engineering structures and its ability to identify modal parameters. System identification can be used in civil engineering for different purposes; damage detection following serious events, such as earthquakes, for structural health monitoring of existing structures, likewise in simulation and design. The literature of system identification in structural engineering is extensive and only few are presented here. From the literature reviews, a method of system identification is chosen to be used for the case study of this thesis and its theory presented. The case study is an existing highway bridge in south Iceland. Ambient vibrations of the bridge were measured with four tri-axial accelerometers. These measurements are used to estimate the modal parameters of the case study bridge and compared to a finite element model, created based on structural drawings. The fundamental vibration frequencies obtained from system identification are in good agreement with the eigen frequencies estimated from the finite element model.

 

Námsleið: Umhverfisverkfræði
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild
Leiðbeinendur: Bing Wu og Tzyy Haur Chong
Prófdómari: Arna Pálsdóttir, verkefnastjóri nýsköpunarverkefna hjá Orkuveitu Reykjavíkur

Ágrip

Loftslagsbreytingar eru ógn við umhverfi og tilveru mannkyns. Nauðsynlegt er að þróa sjálfbæran orkugjafa til að draga úr notkun jarðefnaeldsneytis og ná fram kolefnisjöfnun til að koma í veg fyrir að meðalheimshiti hækki um meira en 1,5°C. Hægþrýstihimnuflæði (e. pressure-retarded osmosis, PRO) gerir það tæknilega kleyft að fanga endurnýjanlega orku með seltuhalla (e. saline gradient) á milli tveggja vökva um hálfgegndræpa himnu. Undanfarið hefur hægþrýstihimnuflæði með jarðhita til að auka orkuframleiðslu verið í brennidepli vegna aukinnar framleiðslugetu. Einstakar náttúruauðlindir á Íslandi gera okkur kleyft að nota óspillt ferskvatn sem gjafalausn (e. feed solution) og jarðhitavatnspækil eða úrgangsgas sem toglausn (e. draw solution) til að framleiða orku. Helsta áskorunin er mengun PRO himnunnar sem getur dregið úr orkuframleiðslunni. Í þessari rannsókn eru áhrif mismunandi hreinsunaraðferða (t.d. skolun með hreinu vatni, himnuflæðisskolun, loftúðun (e. air sparging) og efnahreinsun) á afkastagetu PRO borin saman með því að nota tilbúna lausn (sem líkir eftir basa sem fangar jarðhitagas) og náttúrulegan jarðhitavatnspækil. Niðurstöður sýndu að regluleg loftúðun jók mest nýtingu PRO himnunnar. Á grundvelli tilraunanna var tæknileg hagkvæmni og efnahagslegur ábati metinn, með hægþrýstihimnuflæði til framtíðarorkuframleiðslu á Íslandi í huga. Við kjöraðstæður á Íslandi gæti virkjun byggð á þessari tækni sem notar jarðhitapækil og basíska NaHCO3 lausn (9 og 30,4 LMH) framleitt orku að verðmæti 400 milljónum íslenskra króna.

---

Study programme: Environmental Engineering
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisors: Bing Wu and Tzyy Haur Chong
Examiner: Arna Pálsdóttir, Research Project Manager at Orkuveita Reykjavíkur

Abstract

Climate change is an existential threat to the global environment and human life. In order to achieve carbon neutrality to prevent the global mean temperature rising above 1.5℃, sustainable energies must be developed to phase out the reliance on CO2 emitting fossil fuel energies. Pressure-retarded osmosis (PRO) has shown the technical ability to capture renewable energy from a salinity gradient between two streams through a semipermeable membrane. Recently, thermal associated PRO has been given great attention due to its enhanced power generation. In Iceland, the unique local natural resources allow for the employment of pristine freshwater as a feed solution and high temperature geothermal waste brine or waste gas as a draw solution for energy production. However, PRO membrane fouling is a major challenge that can influence the energy production. In this study, the effects of physical fouling remediation methods (e.g. clean water flushing, osmotic back washing, air sparging) and chemical cleaning on PRO performance have been examined by using a synthetic solution (simulating an alkali solution for capturing geothermal gases) and real geothermal brine. The results found that intermittent introduction of air sparging best prolonged high membrane performance. The technical feasibility and economic benefits were estimated based on experimental results to illustrate the possible future implementation of PRO in Iceland. In the ideal scenario using the highest average measured fluxes for geothermal brine and NaHCO3 solution (9 and 30.4 LMH respectively), the annual economic benefits of a full-scale plant could project over $3.5 million.

Námsleið: Umhverfisverkfræði 
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild 
Leiðbeinendur: Bing Wu og  Hrund Ó. Andradóttir
Prófdómari: Hlöðver Stefán Þorgeirsson, sérfræðingur fráveitu í nýsköpun og tækniþróun hjá Veitum

Ágrip
Með lág hitastig allt árið í kring, annars stigs hreinsun skólps á við vand að stríða við íslenskar aðstæður. Þyngdaraflsdrifnar himnur (GDM) sem ætlaðar eru til að sía heimilisskólp er kynntar sem valkostur fyrir dreifða og miðlæga annar stigs hreinsun, fyrir skólphreinsun á Íslandi. Í þessari ritgerð var markmiðið að rannsaka afkastagetu þriggja mismunandi GDM líftanka (hreinsun lífrænnaefna, næringarefna og himnustreymi), þar sem hver og einn líftankur hafði sitthvoran lífberann (gerviþræði, hraunmulninga eða sand). GDM líftankarnir voru starfræktir samhliða, þar sem hver og einn hafði fjóra mismunandi fasa, undir mismunandi rekstrarskilyrði sem varðaði vatnshæð, hreinsunarskilyrði og hitastig. Fasi IV, með 2-3 daga hreinsun og lægra hitastig í líftönkun var með bestu endurheimtun á streyminu fyrir allar himnurnar ásamt því að hafa hæsta meðaltal jafnts streymis. Gæði vatns var rannsakað og sýndi það fram á að GDM gæti skilvirkslega hreinsað lífræn efni og næringarefni úr skólpinu, sem leiddi til þess að afrennslið uppfylltu gæðastaðla Evrópusambandsins. Viðnámið í drulluköku-laginu (e. cake layer) var mest ráðandi af viðnáminu, þar sem hlutfallið var að meðaltali 89.9% af heildarviðnáminu í gegnum alla rannsóknina. Að lokum var gerð kostnaðaráætlun fyrir niðurstöður rannsóknarinnar, með áheyrsu á stofn- og rekstrarkostanð fyrir skólphreinsistöð ætluð fyrir 10-5000 íbúa. Kostnaðaráætlunin sýndi fram á að gerviþræðirnir höfðu lægsta árlegan heildarkostnað á hvern íbúa ásamt því að hafa lægsta árlega orkukostnaðinn. Skólphreinsunin sem notaði sand sem lífbera var með hæsta árlegan heildarkostnað ásamt því að hafa hæsta árlegan heildarkostnað, samanborið við alla þrjá valmöguleikanna.

---

Study programme: Environmental Engineering 
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisors:  Bing Wu and Hrund Ó. Andradóttir
Examiner: Hlöðver Stefán Þorgeirsson, Waste Water R&D Lead at Veitur

Abstract
With low temperatures across the year in Iceland, secondary biological treatment of wastewater faces a challenge. Gravity-driven membrane (GDM) filtration of municipal wastewater presents an alternative solution for decentralized and centralized secondary treatment of wastewater in Iceland. This study aims to investigate the performances of three GDM reactors which were packed with different types of biocarriers (synthetic fibre, lava rocks and lava sand respectively). The GDM reactors were operated in parallel, and each reactor operation was divided into 4 different phases in terms of water head, cleaning protocol, and temperature. Phase IV, with 2-3 days cleaning protocol and lower reactor temperature, provided highest flux recovery for all the membranes as well as highest average normalized flux. Water quality analysis showed that GDM process could efficiently remove organic matter and nutrients from the wastewater, allowing the effluent of the process to meet the European Union (EU) discharge standards. Cake layer resistance was the dominant fouling resistance, with an average of 89.9% of overall fouling resistance, throughout the study. Finally, economic analysis of GDM reactors was performed based on the study’s results, focusing on the capital and operational cost of a treatment plant with a population range of 10-5000 people. The economic analysis revealed that proposed GDM with synthetic fibre biocarriers had the lowest total cost per person per year as well as the lowest energy consumption per year, and proposed GDM with lava sand biocarriers had highest total cost per person per year as well as highest energy consumption per year.

Námsleið: Byggingarverkfræði
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild
Leiðbeinandi: Sigurður Erlingsson
Einnig í meistaranefnd: Árni Jónsson
Prófdómari: Björn Jóhann Björnsson, Mannvirkjajarðfræðingur, Stuðull verkfræði- og jarðfræðiþjónusta

Ágrip
Ofanflóð á Íslandi hafa verið algeng frá því að byggð hófst á Íslandi, en undanfarna áratugi hefur farið fram markviss vinna við að koma í veg fyrir að ofanflóð valdi manntjóni eða tjóni á byggingum og innviðum landsins með byggingu varnargarða. Þessar framkvæmdir eru kostnaðarsamar. Algengt er hér á landi að byggja upp varnargarða úr jarðvegi sem er á svæðinu auk þess sem notast hefur verið við stálvirki á upptakasvæðinu sjálfu sem lágmarka líkur á að flóð fari af stað.

Venjulega er reynt að grafa jarðvegsgarðinn niður á stífan jarðveg til að lágmarka sig á mannvirkinu sem veldur útlitsgöllum. Auk þess fæst þannig meiri stöðugleiki á varnargarðinum. Ekki er þó alltaf raunhæft vegna kostnaðar að grafa garðinn niður á fastan botn og þarf þá að skoða aðra möguleika.

Á Neskaupstað er verið að hanna fjórða hluta varnargarða þar til að verja austasta hluta byggðarinnar fyrir snjóflóðum. Hefur komið í ljós að mjög djúpt er niður á fastan jarðveg sem þýðir að kostnaður vegna jarðvegsskipta verður gífurlegur. Í þessari ritgerð verður stöðugleiki nýs varnargarðs skoðaður þar sem garðurinn hvílir á óhreyfðu landi ásamt því að sig á jarðvegi undan þunga varnargarðsins verður metið. Tölulegir reikningar eru notaðir til að nálga mögulega brotfleti og áætla stöðugleika varnargarðsins. Einnig er skoðað sig á jarðvegi og möguleika á broti í jarðveginum undir varnargarðinum. Hermireikningar leiða í ljós að krítískasta tilfellið fyrir stöðugleika varnargarðsins og burðargetu jarðvegs undir varnargarðinum, er þegar mikið úrhelli eða leysingar eru sem veldur því að jarðvatn hækkar upp að efri brún jarðvegs.

Niðurstöður greiningarinnar eru að til að hægt sé að lágmarka efnisflutning og skeringar þá þarf að huga vel að framræsingu á jarðvegi undir varnargarðinum og veita vatni frá garðinum á framkvæmdatíma og eftir að mannvirki er tekið í notkun. Ef vel er framræst er hægt að fergja jarðveginn áður en bygging hefst á varnargarðinum. Áætlað sig er allt að 30 til 35cm sem þarf að ná fram áður en mannvirkið er reist til að koma í veg fyrir útlitsgalla. Með jafnri uppbyggingu fergingar, varnargarðs og góðri framræsingu má ná stöðugleika á jarðveg undir varnargarðinum og í varnargarðinum sjálfum með lágmarks skeringu.

Study programme: Civil Engineering
Faculty:  Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisor: Sigurður Erlingsson
Also in the masters committee: Árni Jónsson
Examiner: Björn Jóhann Björnsson

Abstract
Avalanches in Iceland have been common since the settlement. In recent decades a lot of work has been put into constructions to prevent avalanches from causing damage to people and the country's residential area and it´s infrastructure. These projects can be extremely costly and extensive. It is common in this country to build avalanche protection dams from soil that is excavated in the area, in addition to the avalanche protection dams, steel structures have been raised high up in the mountain to prevent the formation of avalanches.

Usually when large structures are built the loose or silty soil is excavated down to a firm soil, by doing this the structure becomes more stable and appearance defects from consolidation settlement of soils are minimized. It is not always realistic to excavate all the loose soil to a solid ground. In some cases solid ground can not be found or it is at significant depth. When that is the case we need to consider other possibilities.

In Neskaupstaður, in Eastern Iceland, the design of the forth avalanche protection dams started last year, that dam protects the easternmost part of the settlement. Research pits from the location have unveiled that in many cases the depth to firm ground is significant, that means the cost of soil replacement will be enormous. In this report we will examine the stability of avalanche protection dams if an embankment is placed on untouched land, as well as the consolidation settlement of the soil under the weight of the avalanche protection dams. Numerical methods ware used to approximate possible fracture surfaces and estimate the stability of the avalanche protection dams. Failure surfaces of the ground under the avalanche protection dam and it´s consolidation settlement is computed using given material properties. The most critical case for the stability of the avalanche protection dam and the bearing capacity of the soil under the protection dam is when the weather conditions are wet, snow thawing or heavy rain. These conditions cause groundwater to rise to the top of the soil.

The results are that in order to be able to minimize material transportation and cutting, careful consideration must be given to draining the soil under the dam and diverting of the surface water from the dam during the construction period and after the structure is built. If the area is well drained, embankment can be built before construction begins on the protection dam. Calculation show that the estimated total displacement of 30 to 35 cm must be reached before the structure is built to prevent appearance defects. With evenly built up of the embankment and protection dam as well as good drainage, stability of the soil under the defence wall and in the wall itself can be maintained with a minimum excavation.

Námsleið: Byggingarverkfræði
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild
Leiðbeinendur: Bjarni Bessason og Rajesh Rupakhety
Prófdómari: Ólafur Sveinn Haraldsson, forstöðumaður rannsóknadeildar hjá Vegagerðinni

Ágrip
Þessi ritgerð fjallar um frumathugun á vindsvörun á íslensku háhýsi þar sem hröðun byggingarinnar er áætluð samkvæmt þremur alþjóðlegum hönnunarstöðlum, þ.e. EN 1991-1-4, AIJ og AS/NZS 1170.2. Áætluð hágildi hröðunar eru síðan borin saman við tvær mismunandi þægindakröfur sem gefnar eru í ISO 10137 og AIJ og miðast við notmarkaástand. Byggingin sem er rannsökuð er huglæg eða sviðsett og gert ráð fyrir því að hún sé staðsett á höfuðborgarsvæðinu. Hún er 80 m há með rétthyrndan grunnflöt 36 m x 18 m. Ýmsir stikar hafa áhrif á vindsvörun bygginga svo sem hæð, hlutfall á milli hliða, stífni og massadreifing, dempun og svo ýmsir stuðlar sem stjórna ákefð og sérkennum vinds. Vindsvörun byggingarinnar samsíða vindstefnu er ákvörðuð samkvæmt öllum þremur hönnunarstöðlum en aðeins AIJ og AS/NZS 1170.2. gefa aðferðir til að meta vindsvörun bygginga hornrétt á vindstefnu. EN 1991-1-4 áætlar hæstu vindsvörun byggingarinnar samsíða vindstefnu, bæði þegar vindur verkar á lengri hlið og styttri hlið hennar. Ákveðið ósamræmi er á milli hönnunarstaðla þegar vindsvörun hornrétt á vindstefnu er áætluð gagnvart vindi sem verkar á langhlið byggingar. Niðurstöður sýna jafnframt að vindsvörun hornrétt á vindstefnu er hærri heldur en vindsvörun samsíða vindstefnu þegar að vindur verkar á styttri hlið byggingar og uppfyllir ekki fyrrnefndar þægindakröfur fyrir yfirborðsflokk II í EN 1991-4.

Study programme: Civil Engineering
Faculty: Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisors: Bjarni Bessason and Rajesh Rupakhety
Examiner: Ólafur Sveinn Haraldsson, Head of Research, Icelandic Road and Coastal Administration

Abstract

In this preliminary study, comfort condition of a medium-rise building due to wind induced vibration is assessed according to three international design codes, that is: EN 1991-1-4, AIJ recommendations and AS/NZS 1170.2. A conceptual concrete reinforced building located in the capital area of Iceland is considered. The building has 22 storeys, height of 80 m and width and depth of 36 m and 18 m respectively. Various parameters determine the dynamic response of the building in terms of peak acceleration such as number of storeys, side ratio of a building, stiffness and mass distribution, damping ratio, as well as parameters that control the wind intensity and characteristic. The along-wind acceleration response is evaluated according to all three code-based approaches but only the AIJ recommendations and AS/NZS 1170.2 provide methods to evaluate the across-wind response. EN 1991-1-4 gives the largest estimated along-wind response for fixed damping ratio when wind acts on either side of the building. Some discrepancy is observed between the codes for the across-wind response when wind acts normal to the long-side of the building. It is determined that the across-wind response of the building is higher than the along-wind response for wind that acts normal to the short-side of the building and exceed the human comfort limits proposed by ISO 10137 and the AIJ guidelines for terrain category II as defined in EN 1991-4.

Námsleið: Tölvunarfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinandi: Snorri Agnarsson
Einnig í meistaranefnd: Hjálmtýr Hafsteinsson,
Prófdómari: Björn Þór Jónsson, dósent við IT University of Copenhagen

Ágrip
Skipan gagna í minni tölvunnar hefur veruleg áhrif á keyrsluhraða forrita. Kröfur um virkni sem breytast í tímans rás geta valdið því að breyta þarf skipan gagna eftir að frumgerð er forrituð. Venjan er sú að gagnameðhöndlun sé sterklega samofin annarri virkni hvers forrits, sem gerir forritara sem vinnur í viðhaldi forritsins erfiðara að breyta skipan gagna án þess að valda því að nýjar villur læðist inn. Í þessari ritgerð er kynnt nýtt kerfi, Memquery, sem aðskilur þessi tvö vandamál og gerir kleift að endurskipuleggja innri gögn forrits án verulegra breytinga á annarri virkni. Fræðilegi grunnurinn fyrir þessu kerfi er venslaalgebra, sem hefur þjónað samsvarandi hlutverki í gagnagrunnskerfum síðastliðin 50 ár. Frumgerð af Memquery kerfinu er kynnt. Samanburður við hefðbundnar þróunaraðferðir sýnir að þessi frumgerð gerir kleift að þróa forrit sem eru auðveldari í viðhaldi en hafa sambærilegan hraða. 

---

Study programme: Computer Science
Faculty: Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisor:  Snorri Agnarsson
Also in the masters committee: Hjálmtýr Hafsteinsson
Examiner: Björn Þór Jónsson, Associate, Professor at IT University of Copenhagen

Abstract

The choice of how to organize data in memory has a significant effect on the overall efficiency of computer programs. Changing requirements over time may require this choice to be revisited after a program's initial development has been completed. Historically, data retrieval routines and program logic have been strongly coupled, which hinders the maintenance programmer's ability to reorganize a program's data without introducing new logic faults. This paper proposes a new framework, Memquery, which separates these two concerns, allowing a program's internal data to be reorganized without major changes to its logic routines. The theoretical basis for this framework is relational algebra, which has served a similar role in database systems for the past 50 years. A prototype of the Memquery framework is presented. A comparison study with traditional development techniques demonstrates that this prototype is capable of producing more maintainable programs with similar performance characteristics.

Námsleið: Hugbúnaðarverkfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinandi: Matthias Book
Einnig í meistaranefnd: Sigurður Gauti Samúelsson

Prófdómari: Marc Hesenius, nýdoktor við University of Duisburg-Essen

Ágrip
Skissur eru eitt það helsta tól sem hugbúnaðarverkfræðingar og forritarar nota þegar þau eru að hanna eða greina hugbúnað. Vegna þess hve auðvelt það er að tjá hugmyndir á þennan myndræna hátt í gegnum skissur, þá hefur verið lagt til að nota skissur einnig til að tilgreina skipanir í hugbúnaðartólum svo sem í þróunarumhverfi hugbúnaðar (e. Integrated Development Environment, IDE).

Þessi meistararitgerð leggur því að framlagi hugbúnað sem samanstendur af gegnsæu teiknisvæði sem liggur ofan á þróunarumhverfi IDE. Teiknisvæðið tekur við öllu snerti inntaki (hvort sem það er frá fingri eða stafrænum penna) og breytir því í stafrænt blek á teiknisvæðinu á sama tíma og mús og lyklaborðsviðburðir ná í gegn til þróunarumhverfisins. Hugbúnaðurinn getur svo borið kennsli á einstakar teikningar sem form, tákn eða texti og sent þær niðurstöður á viðbótarforrit (e. extension) í þróunarumhverfinu. Vegna framlags meistararitgerðarinnar er því mögulegt fyrir viðbótarforritið, sem er forritað aðskilt hugbúnaðinum sem er lýst í þessari ritgerð, að bæta við merkingu við teikningarnar með því að túlka þær í aðgerðir og framkvæma þær aðgerðir í þróunarumhverfinu.

Í þessari meistararitgerð verður farið yfir þau skref og þær ákvaðanir sem teknar voru við þróun á þessu gegnsæa teikniforriti sem bæði gerir notanda kleift að teikna ofan á þróunarumhverfið og fjarlægir lítið sem ekkert af upprunalegu virkni þróunarumhverfisins (eða hafa gagnverkun við undirliggjandi forrit). Teiknisvæðið geymir upplýsingar um teikningar notanda, ber kennsli á teikningarnar með því að nota fyrirfram skilgreindan lista af formum, og sendir niðurstöðurnar til þróunarumhverfisins IDE, þar sem þær eru svo túlkaðar frekar. 

---

Study programme: Software Engineering
Faculty: Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisor: Matthias Book
Also in the masters committee: Sigurður Gauti Samúelsson
Examiner: Marc Hesenius,Post-doctoral researcher at the University of Duisburg-Essen, Germany

Abstract

Sketching is one of the most common practices applied by software engineers, developers and maintainers while designing and analysing software. Given how intuitive it is to express ideas through sketching, it has been proposed to use sketching also to express commands in software tools such as an integrated development environment (IDE).

This thesis contributes to this vision by building a transparent canvas hovering over a software IDE. This canvas catches all the touch input (originating from either a finger interaction or a pen interaction) and transforms it into visible digital ink, while allowing mouse and keyboard input to pass to the underlying tool. It then recognizes the drawn ink as shapes and passes these results to an extension of the underlying IDE. Based on the work on this thesis, the separately developed IDE extension can then add meaning to the drawings by interpreting them and executing the according commands.

This thesis details the steps and decisions taken in the development of the transparent sketching canvas that provides support for digital inking while not removing much of the underlying IDE's original functionalities. The canvas locally stores the ink strokes, recognizes them as instances of pre-defined shapes, and sends the results to the IDE, where they can be interpreted further.

Námsleið: Umhverfis- og auðlindafræði
Deild: Umhverfis- og byggingarverkfræðideild
Leiðbeinandi: Jukka Heinonen
Einnig í meistaranefnd: Ólafur Ögmundarson, Áróra Árnadóttir og Björn Marteinsson
Prófdómari: Sigurður Loftur Thorlacius, verkfræðingur hjá Eflu

Ágrip

Losun gróðurhúsalofttegunda (GHG) frá byggingum eru miklar í öllum samanburði, en áætlað er að um 38% af losun GHG í heiminum komi frá lífsferli bygginga. Áður var losun GHG frá byggingum að mestu tengd notkun bygginganna yfir lífsferil þeirra, en nýlegri rannsóknir sýna að önnur lífsferilstig, eins og framkvæmdin að byggja húsin, valda líka umtalsverðum umhverfisáhrifum. Hlutfallsleg áhrif þess að byggja húsin aukast einnig í hlutfalli við grænni orkugjafa, það er þegar losun GHG tengd orkuframleiðslu minnkar. Endurnýjanlegir orkugjafar draga úr losun GHG í notkunarfasa. Það sama á við þegar orkunýtni bygginga eykst en þá lækka hlutfallsleg umhverfisáhrif notkunar bygginganna. Losun GHG frá því að reisa hefðbundnar byggingar eru að mestu leyti vegna notkunar hefðbundinna byggingarefna, svo sem steypu og stáls. Margar lífsferilsgreiningar (LCA) rannsaka eingöngu losun GHG en rannsóknir sýna að byggingar og notkun þeirra valda einnig öðrum umhverfisáhrifum, svo ítarlegri kortlagning umhverfisáhrifa er nauðsynleg til að þróa grunnlínu til samanburðar. Þessi ritgerð leggur m.a. sitt að mörkum hvað þann þátt varðar. Í þessari ritgerð eru metin umhverfisáhrif íbúðarhúss á Íslandi og notkunar á glertrefjum og steinull sem helstu byggingarefnum. Umhverfisáhrifin eru metin með LCA aðferðafræðinni í OpenLCA forritinu með Ecoinvent 3.7 gagnagrunninum. ReCiPe 2016 aðferðin var notuð til að meta umhverfisáhrifin fyrir 18 mismunandi umhverfisáhrif og 3 flokka skemmda/áhrifa sem umhverfisáhrif valda bæði á menn, vistkerfi, og auðlindir. Greining á heitum reitum sýnir hlutfallslegt framlag hvers byggingarefnis til mismunandi umhverfisáhrifa. Til þess að kanna umhverfisáhrif mismunandi orkugjafa við notkun húsnæðisins til þess að varpa ljósi á næmni módelsins varðandi þennan þátt, voru mismunandi orkugjafar valdir. Orkusamsetning Íslands, Póllands og Finnlands voru valdir í því samhengi. Niðurstöður þessarar rannsóknar sýna að útblástur gróðurhúsalofttegunda byggingar úr glertrefjum og öðrum efnum losar 291 kg CO2eq / m2 á Íslandi. Greining á heitum reitum módelsins sýnir að glertrefjarnar valda mestum umhverfisáhrifum en steypa og stál koma þar á eftir. Auk þess sýnir rannsóknin mikilvægi þess að skoða líka byggingarframkvæmdirnar með notkun hennar, en byggingarframkvæmdirnar reyndust valda mestum umhverfisáhrifum bæði á Íslandi og Finnlandi. Sérstaklega á Íslandi er losun GHG í notkunarfasa minni miðað við framkvæmdahlutann sem orsakast af endurnýjanlegum orkugjöfum á Íslandi. Þetta undirstrikar mikilvægi þess að meta byggingarframkvæmdirnar líka þega verið er að meta hvar á að lágmarka losun gróðurhúsalofttegunda yfir líftíma bygginga. Með vaxandi ógn vegna loftslagsbreytinga er brýn þörf á stefnu og tæknibreytingum og notkun nýrra byggingarefna til að draga úr umhverfisáhrifum byggingariðnaðarins. Nánari rannsóknir á umhverfisáhrifum frá öðrum byggingarmöguleikum, sem fjallað er um í þessari rannsókn, eru nauðsynlegar til að upplýsa um slíkar breytingar.

---

Study programme: Environment and Natural Resources
Faculty: Faculty of Civil and Environmental Engineering
Advisor: Jukka Heinonen
Also in the masters committee: Ólafur Ögmundarson, Áróra Árnadóttir andBjörn Marteinsson
Examiner: Sigurður Loftur Thorlacius, Environmental Engineer at Efla Consulting Engineers

Abstract
Buildings are a major contributor to greenhouse gas (GHG) emissions, accounting for around 38% of global emissions. In previous Life Cycle Assessment (LCA) studies, the use phase was associated with the highest lifetime emissions from buildings, but more recent studies show the relative importance of the pre-use phase. The pre-use phase becomes even more significant as the carbon intensity of energy production decreases, reducing use phase emissions proportionally, and the energy efficiency of buildings increases increasing the proportion of pre-use phase emissions. This is largely due to the use of traditional building materials, such as concrete and steel, which have some of the highest embodied emissions of conventional building materials. Many LCA studies focus only on embodied GHG emissions but studies show, that it is also relevant to look beyond GHG emissions. For more comprehensive reporting of environmental impacts, it is necessary to develop a baseline for comparison which this study, among others, contributes to. In this thesis, the case study assesses the environmental impacts from a residential house in Iceland utilizing fiberglass and stone wool panels as the main building materials. The study is a process LCA, modelled in the OpenLCA software using the Ecoinvent 3.7 inventory database. The ReCiPe 2016 impact assessment method is used to calculate environmental impacts for 18 midpoint categories and 3 endpoint categories. A hotspot analysis shows the relative contribution from each building material to the midpoint impact categories. The use phase GHG emissions are modelled in Iceland, Poland, and Finland using the same LCA method. The results of this study determine the embodied GHG emissions of the case house to be 291 kg CO2eq/m2 in Iceland. The hotspot analysis identifies fiberglass as the main contributing material to overall impact categories, followed by concrete and steel. Additionally, the use phase comparison shows the pre-use phase makes up most of the impacts in Iceland and Finland. In Iceland specifically, the use phase emissions are minimal compared to the pre-use phase due to their reliance on renewable energy. This highlights the importance of assessing the pre-use phase in lifetime GHG emissions. With the increasing threat of climate change, policy and technological changes are urgently needed to reduce environmental impacts from the building sector. More research on the environmental impacts from alternative building options, addressed in this study, will be necessary to inform such changes.

Námsleið: Vélaverkfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinandi: Sigurður Brynjólfsson
Einnig í meistaranefnd: Felix Starker
Prófdómari: Magnús Kjartan Gíslason,dósent við Háskólann í Reykjavik

Ágrip
Erfitt hefur reynst að mæla mun á gervifótum með lífaflfræðilegum aðferðum, þrátt fyrir að notendur finni fyrir talsverðum mun á á þeim. Markmið verkefnisins er því að hanna staðlaða aðferð til að mæla notagildi og gagnsemi gervifótar í notendaprófun. Aðferð: Notandi gervifótar prófaði fimm gervifætur og var mæligögnum safnað með innleggi með skynjurum sem mældu krafta, þrýsting, hröðun og hornhraða. Upplýsingum um uppsetningu og stilling á fætinum var einnig safnað með sérsniðnu mælitæki. Upplýsingum frá notenda var safnað ásamt lífaflfræðilegum mæligögnum við venjulegt amstur, t.d ganga upp og niður stiga eða halla og göngu á mismunandi hraða.

Niðurstöður: Mismunur greindist milli fimm tegunda gervifóta, sérstaklega m.t.t. hreyfisviðs og stifni. Einnig gefa upplýsingar um stillingar sem notendur kjósa viðbótarupplýsingar um mun á fótum.

Ályktun: Stöðluð aðferð við prófanir á mismunandi frumgerðum og öðrum gervifótum gefur mikilvægar upplýsingar við hönnun og þróun á gervifótum.

---

Study programme: Mechanical Engineering
Faculty: Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisor: Sigurður Brynjólfsson
Also in the masters committee: Felix Starker
Examiner: Magnus Kjartan Gíslason, Associate professor at Reykjavík University

Abstract

Methods for biomechanical analysis of lower limb prosthesis struggle to identify meaningful differences between various components, even if a clear preference is exhibited from users. Therefore, the aim of this project is to create a standardized testing protocol to evaluate the functionality and usability of a prosthetic foot prototype during user testing.

Methods: A prosthesis user was recruited to participate in a data collection using wireless insoles with imbedded force, pressure, accelerometer and angular rate sensors. Five different models of feet were tested. Information regarding the alignment of each foot were recording using a static alignment tool. User feedback and biomechanical data were recorded as participants completed a range of daily tasks and functional assessments including stair ascension and descension and variable speed walking.

Results: Differences between the five prosthetic feet were identified, particularly with respect to range of motion and stiffness. Furthermore, user preferred alignment orientations of the feet may provide additional descriptors for differentiation.

Conclusion: The use of the allows for direct comparison and differentiation between different prototypes and competitor feet, which may provide useful information for the design of future prototype iterations, though more studies are needed.

Námsleið: Hugbúnaðarverkfræði
Deild: Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild
Leiðbeinendur: Hjálmtýr Hafsteinsson og Steinn Guðmundsson
Prófdómari: Hörður Jóhannsson, verkefnastjóri hjá Teledyne Gavia ehf
Ágrip
Klifurleiðarvísar eru klifrurum mjög mikilvægir. Þeir hafa verið nýttir til að útskýra hvernig á að komast að klifurleiðum, vita hversu erfiðar leiðrnar eru eða gefa mikilvægar upplýsingar sem vert er að hafa í huga á meðan leiðirnar eru klifraðar. Leiðarvísar voru upprunalega handteiknaðir en færðust fljótt yfir í að nota ljósmyndir sem hafa með tækniframþróun ofðið sífellt betri. Næsta þróun klifurleiðarvísa var að færast frá prenti og yfir á netið í vefsíður og snjallforrit. Ljósmyndamælingar er tækni sem getur umbreytt ljósmyndum yfir í þrívítt líkan. Ljósmyndamælingar eru orðnar frekar aðgengileg tækni með opnum hugbúnaði, sífellt öflugri tölvum og ódýrari flygildum. Þetta opnar leiðina fyrir klifurleiðarvísa til að þróast aftur, þrívítt líkan af heilum klifursvæðum sem má skoða frá hvaða sjónarhorni sem er. Þetta verkefni fer yfir það hvernig líkön af klifursvæðum eru gerð, hvernig þeim er breytt yfir í klifurleiðarvísi og hvernig má birta þá í vafra. Því næst er farið yfir smíð á hugbúna ði til að sýna leiðarvísana. Hugbúnaðurinn samanstendur af gagnagrunn, bakenda sem hefur samskipti við gagnagrunn, framenda sem hefur samskipti við bakenda og þrívíð- an áhorfsglugga sem nýtir þessar samskiptaleiðir til að sýna notanda upplýsingar um klfurleiðirnar sem hann skoðar. 

---

Study programme: Software Engineering
Faculty: Faculty of Industrial Engineering, Mechanical Engineering and Computer Science
Advisors: Hjálmtýr Hafsteinsson og Steinn Guðmundsson

Abstract

Guidebooks for climbing are very important, both explaining how to get to climbing routes, how hard they are and things to keep in mind while climbing those routes. In climbing the guidebooks are simply known as topos, which is a better term since it leaves the format of the information out. Topos were originally hand drawn and printed but quickly transitioned to photos with drawn lines. For the last decade those printed topos have been transitioning again and this time to the internet, both to websites and apps. Photogrammetry is the technique of analyzing images of an object taken from different angles and combining them to a 3D model. Now the technique of photogrammetry has become much more accessible than before with better computers and cheaper drones. This allows for another transition of the format of climbing topos to a full 3D model of the climbing areas that can be viewed from any direction. This thesis covers how to make a model of a climbing area and how to convert it into a topo, making a 3D viewer that can display the topos in a web browser and making a full stack web software. The software consist of a database, a backend that connects to the database and serves out information, a frontend user interface (UI) that connects to the backend and a 3D viewer that uses those communication channels to show the user information about the climbing routes he wants to look at.