APROS:n fysikaalisten mallien epävarmuuksien määrittäminen PREMIUM vertailulaskun kontekstissa

Quantifying uncertainties by using so called Best-Estimate Plus Uncertainty methods is a growing trend in nuclear power plant safety research. One way for these BEPU methods to account for them is by propagation of input uncertainties through code calculations. For this purpose it is necessary to know the uncertainties of the physical models that are used by codes to close the conservation equations in addition to other sources. In this master's thesis uncertainties of the thermal hydraulic system code APROS are investigated. Specifically, the physical models dealing with phenomena taking place in reactor core reflooding scenarios are examined. Three methods proposed in the international PREMIUM benchmark for the quantification of the uncertainties are reviewed. Two of them, the FFTBM and CIRCE methods, are applied to a paradigm application of the FRIGG loop experiments with APROS. With confidence gained through the application, the methods are then put into use with six FEBA reflooding experiments within the scope of the phase III of the PREMIUM benchmark. The results of the application, probability distribution functions (PDFs) of multipliers of the physical models, are further on used to calculate uncertainty bounds for output parameters of a PERICLES 2D reflooding experiment. It can be seen from the PDFs themselves as well as from the PERICLES 2D results that the uncertainties related to the physical models used by APROS are very large. Due to biases in the physical models of APROS, as well as problems with the process of application of the FFTBM and CIRCE methods, the ranges of the uncertainties are so wide that the usability of the PDFs is limited. Still, the work performed in this master's thesis serves as a good basis both for further code development as well as BEPU studies with APROS.Epävarmuuksien määrittäminen niin kutsuttujen Best-Estimate Plus Uncertainty -menetelmien avulla on kasvava trendi ydinvoimalaitosten turvallisuustutkimuksessa. Eräs tapa, jolla BEPU-menetelmät voivat ottaa ne huomioon, on syötteiden epävarmuuksien johtaminen koodien laskujen läpi. Tätä tarkoitusta varten on tiedettävä koodien säilymislait sulkevien fysikaalisten mallien epävarmuudet muiden lähteiden lisäksi. Tässä diplomityössä tutkitaan termohydraulisen systeemikoodi APROS:n epävarmuuksia. Erityisesti tarkastelun alla ovat ne fysikaaliset mallit, jotka vaikuttavat reaktorisydämen tulvittamistilanteessa esiintyviin ilmiöihin. Työssä katselmoidaan kolme kansainvälisessä PREMIUM-vertailulaskussa ehdotettua menetelmää epävarmuuksien määrittämiseen. Kahta niistä, FFTBM ja CIRCE -menetelmiä, käytetään APROS:n kanssa yksinkertaiseen esimerkkitapaukseen, FRIGG-kokeisiin. Menetelmien käyttämisestä kertyneen luottamuksen turvin niitä sovelletaan FEBA-tulvittamiskokeisiin PREMIUM-vertailulaskun vaiheen III puitteissa. FEBA-sovelluksen tuloksia, fysikaalisten mallien todennäköisyysjakaumia, käytetään myöhemmin yhden PERICLES 2D -tulvittamiskokeen ulostuloparametrien ylä- ja alarajojen laskemiseen. Todennäköisyysjakaumista itsestään, sekä PERICLES 2D -tuloksista nähdään, että APROS:n käyttämiin fysikaalisiin malleihin liittyvät epävarmuudet ovat suuria. APROS:n fysikaalisissa malleissa esiintyvien poikkeamien, sekä FFTBM ja CIRCE -menetelmien käyttämiseen liittyvän prosessin ongelmien takia epävarmuuksien vaihtelualueet ovat niin suuria, että niiden käytettävyys on rajoitettua. Silti, tässä diplomityössä esitelty analyysi toimii hyvänä pohjana niin koodin jatkokehitykselle, kuin BEPU-jatkotutkimuksille APROS:n kanssa

Sisäinen viestintä organisaatioon identifioitumisen ja työntekijöiden välisen yhtenäisyyden tunteen vahvistajana organisaatiofuusion jälkeen : Työ- ja elinkeinoministeriön ensimmäisen toimintavuoden sisäisen viestinnän tarkastelu sosiaalisen identiteetin teorian avulla

Only abstract. Paper copies of master’s theses are listed in the Helka database (http://www.helsinki.fi/helka). Electronic copies of master’s theses are either available as open access or only on thesis terminals in the Helsinki University Library.Vain tiivistelmä. Sidottujen gradujen saatavuuden voit tarkistaa Helka-tietokannasta (http://www.helsinki.fi/helka). Digitaaliset gradut voivat olla luettavissa avoimesti verkossa tai rajoitetusti kirjaston opinnäytekioskeilla.Endast sammandrag. Inbundna avhandlingar kan sökas i Helka-databasen (http://www.helsinki.fi/helka). Elektroniska kopior av avhandlingar finns antingen öppet på nätet eller endast tillgängliga i bibliotekets avhandlingsterminaler.Tutkimuksen aiheena on fuusion läpikäyneen organisaation sisäinen viestintä. Tutkimuksessa analysoidaan sitä, miten organisaation sisäisellä viestinnällä voidaan pyrkiä vahvistamaan organisaation työntekijöiden identifioitumista uuteen organisaatioon sekä eri lähtöorganisaatiosta peräisin olevien työntekijöiden välistä yhteenkuuluvuuden tunnetta, ”me-henkeä”. Tutkimuksen teoreettisena viitekehyksenä on Tajfelin sosiaalisen identiteetin teoria ryhmäprosesseista ja ryhmien välisistä suhteista. Sosiaalisella identiteetillä tarkoitetaan sitä osaa ihmisen minä-käsityksestä, joka pohjautuu erilaisten ryhmäjäsenyyksien kautta saaduista kokemuksista. Tutkimuksessa Tajfelin sosiaalisen identiteetin teoriaa käytetään selittämään työntekijöiden käyttäytymistä fuusiotilanteessa. Fuusion osapuolina olevat organisaatiot nähdään ryhminä. Jäsenten suhtautuminen sekä omaan ryhmäänsä että muihin yhdistymisessä mukana oleviin ryhmiin ja näiden ryhmien jäseniin korostuu fuusiotilanteessa vaikuttaen työntekijöiden sopeutumiseen. Tutkimuksen teoreettisessa osassa tarkastellaan sosiaalisen identiteetin vaikutusta organisaatiofuusioon. Sosiaalisen identiteetin teorian kaksi keskeistä prosessia, kategorisointi ja itsensä korostaminen, ilmenevät fuusioituneessa organisaatiossa kahdessa eri tasossa: organisaatioiden työntekijöiden välisissä suhteissa ja siinä, miten työntekijät identifioituvat uuteen organisaatioon. Tutkimuksessa käydään läpi miten sisäryhmäidentiteetin syntyä ja organisaatioon identifioitumista vahvistavia tekijöitä voidaan konkreettisesti huomioida sisäisessä viestinnässä. Empiirisenä tutkimuskohteena on kolmesta eri organisaatiosta fuusioituneen työ- ja elinkeinoministeriön ensimmäisen toimintavuoden sisäinen viestintä. Tutkimusaineisto koostuu vuonna 2008 ministeriön intranetissä julkaistuista, viestintäyksikön tuottamista uutisartikkeleista (388 kpl) sekä vuoden aikana ilmestyneistä henkilöstölehdistä (4 kpl). Tutkimuksessa analysoidaan sitä, huomioitiinko ministeriön sisäisessä viestinnässä vuonna 2008 sosiaalisen identiteetin vaikutus ja jos huomioitiin, niin millaisia sisäisen viestinnän sisällöt olivat. Tutkimusmenetelmänä käytetään teorialähtöistä sisällönanalyysiä. Analyysirunko muodostettiin teoriaosuudessa ilmenneistä sisäryhmäidentiteettiin ja organisaatioon identifioitumiseen vaikuttavista tekijöistä. Tutkimuksessa selvisi, että ministeriön viestinnässä esiintyi runsaasti yhteisen sisäryhmäidentiteetin vahvistumiseen ja organisaatioon identifioitumiseen vaikuttavia tekijöitä. Eniten löytyi viitteitä sisällöistä, jotka mahdollistivat toisiin tutustumisen. Sen sijaan kilpailua toisia organisaatiota kohtaan tai positiivisia muutoksia työssä ei juurikaan tuotu esille. Tutkimuksen tärkeimpiä lähteitä ovat Henri Tajfelin sosiaalisen identiteetin teoria, Samuel L. Gaertnerin yhteinen sisäryhmäidentiteetti sekä Michael A. Hoggin, Daan van Knippenbergin ja Deborah J. Terryn käsitykset fuusiossa vaikuttavista ryhmäprosesseista

Disentangling the effects of phonation and articulation: Hemispheric asymmetries in the auditory N1m response of the human brain

BACKGROUND: The cortical activity underlying the perception of vowel identity has typically been addressed by manipulating the first and second formant frequency (F1 & F2) of the speech stimuli. These two values, originating from articulation, are already sufficient for the phonetic characterization of vowel category. In the present study, we investigated how the spectral cues caused by articulation are reflected in cortical speech processing when combined with phonation, the other major part of speech production manifested as the fundamental frequency (F0) and its harmonic integer multiples. To study the combined effects of articulation and phonation we presented vowels with either high (/a/) or low (/u/) formant frequencies which were driven by three different types of excitation: a natural periodic pulseform reflecting the vibration of the vocal folds, an aperiodic noise excitation, or a tonal waveform. The auditory N1m response was recorded with whole-head magnetoencephalography (MEG) from ten human subjects in order to resolve whether brain events reflecting articulation and phonation are specific to the left or right hemisphere of the human brain. RESULTS: The N1m responses for the six stimulus types displayed a considerable dynamic range of 115–135 ms, and were elicited faster (~10 ms) by the high-formant /a/ than by the low-formant /u/, indicating an effect of articulation. While excitation type had no effect on the latency of the right-hemispheric N1m, the left-hemispheric N1m elicited by the tonally excited /a/ was some 10 ms earlier than that elicited by the periodic and the aperiodic excitation. The amplitude of the N1m in both hemispheres was systematically stronger to stimulation with natural periodic excitation. Also, stimulus type had a marked (up to 7 mm) effect on the source location of the N1m, with periodic excitation resulting in more anterior sources than aperiodic and tonal excitation. CONCLUSION: The auditory brain areas of the two hemispheres exhibit differential tuning to natural speech signals, observable already in the passive recording condition. The variations in the latency and strength of the auditory N1m response can be traced back to the spectral structure of the stimuli. More specifically, the combined effects of the harmonic comb structure originating from the natural voice excitation caused by the fluctuating vocal folds and the location of the formant frequencies originating from the vocal tract leads to asymmetric behaviour of the left and right hemisphere

Reducing mismatch in training of DNN-based glottal excitation models in a statistical parametric text-to-speech system

Neural network-based models that generate glottal excitation waveforms from acoustic features have been found to give improved quality in statistical parametric speech synthesis. Until now, however, these models have been trained separately from the acoustic model. This creates mismatch between training and synthesis, as the synthesized acoustic features used for the excitation model input differ from the original inputs, with which the model was trained on. Furthermore, due to the errors in predicting the vocal tract filter, the original excitation waveforms do not provide perfect reconstruction of the speech waveform even if predicted without error. To address these issues and to make the excitation model more robust against errors in acoustic modeling, this paper proposes two modifications to the excitation model training scheme. First, the excitation model is trained in a connected manner, with inputs generated by the acoustic model. Second, the target glottal waveforms are re-estimated by performing glottal inverse filtering with the predicted vocal tract filters. The results show that both of these modifications improve performance measured in MSE and MFCC distortion, and slightly improve the subjective quality of the synthetic speech.Peer reviewe

Alternating minimisation for glottal inverse filtering

A new method is proposed for solving the glottal inverse filtering (GIF) problem. The goal of GIF is to separate an acoustical speech signal into two parts: the glottal airflow excitation and the vocal tract filter. To recover such information one has to deal with a blind deconvolution problem. This ill-posed inverse problem is solved under a deterministic setting, considering unknowns on both sides of the underlying operator equation. A stable reconstruction is obtained using a double regularization strategy, alternating between fixing either the glottal source signal or the vocal tract filter. This enables not only splitting the nonlinear and nonconvex problem into two linear and convex problems, but also allows the use of the best parameters and constraints to recover each variable at a time. This new technique, called alternating minimization glottal inverse filtering (AM-GIF), is compared with two other approaches: Markov chain Monte Carlo glottal inverse filtering (MCMC-GIF), and iterative adaptive inverse filtering (IAIF), using synthetic speech signals. The recent MCMC-GIF has good reconstruction quality but high computational cost. The state-of-the-art IAIF method is computationally fast but its accuracy deteriorates, particularly for speech signals of high fundamental frequency (F0). The results show the competitive performance of the new method: With high F0, the reconstruction quality is better than that of IAIF and close to MCMC-GIF while reducing the computational complexity by two orders of magnitude.Peer reviewe

Comparing human and automatic speech recognition in a perceptual restoration experiment

Speech that has been distorted by introducing spectral or temporal gaps is still perceived as continuous and complete by human listeners, so long as the gaps are filled with additive noise of sufficient intensity. When such perceptual restoration occurs, the speech is also more intelligible compared to the case in which noise has not been added in the gaps. This observation has motivated so-called 'missing data' systems for automatic speech recognition (ASR), but there have been few attempts to determine whether such systems are a good model of perceptual restoration in human listeners. Accordingly, the current paper evaluates missing data ASR in a perceptual restoration task. We evaluated two systems that use a new approach to bounded marginalisation in the cepstral domain, and a bounded conditional mean imputation method. Both methods model available speech information as a clean-speech posterior distribution that is subsequently passed to an ASR system. The proposed missing data ASR systems were evaluated using distorted speech, in which spectro-temporal gaps were optionally filled with additive noise. Speech recognition performance of the proposed systems was compared against a baseline ASR system, and with human speech recognition performance on the same task. We conclude that missing data methods improve speech recognition performance in a manner that is consistent with perceptual restoration in human listeners