点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:超大型油轮“穿”上“海豚衣”
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

超大型油轮“穿”上“海豚衣”

来源:科技日报2024-07-30 10:38

  图为仿生蒙皮螺旋桨。

  研发团队供图

  完成3个航次任务,航行时长近200天,里程逾3.5万海里,往返于中国沿海和中东地区各大港口……近日,国际首艘安装仿生蒙皮螺旋桨的30万吨级超大型油轮在福建省泉州港码头靠泊,完成多航次、长航时、多海域的节能数据收集。

  “螺旋桨直径10米,它表面敷设的柔性蒙皮材料,模拟了海豚皮的特征。”中国科学院宁波材料技术与工程研究所(以下简称“中国科学院宁波材料所”)海洋关键材料重点实验室研究员曾志翔向记者介绍,这种船用仿生柔性减阻材料在实船应用前取得了中国船级社产品认证,满足《控制船舶有害防污底系统国际公约》要求。

  曾志翔介绍,团队通过分析螺旋桨表面敷设仿生蒙皮前后进速系数、扭矩系数以及推力系数的变化,计算得到实船可节能约2%。预测在一个修船周期(2.5年)内,实船平均节能1.5%。按此计算,一艘超大型油轮预计每年可节约燃油300吨以上,减少二氧化碳排放量900吨以上。

  国际能源机构数据显示,海运业的能源消耗量在全球能源消耗总量中占比约为9%,排放的二氧化碳量占全球总量的3%。突破大型船舶的节能减排关键技术,引领全球海洋运输业绿色变革,对我国实现“双碳”目标具有重要意义。

  据了解,超大型油轮螺旋桨能耗效率随载货量和航速变化而变化,波动范围通常为60%至70%。船用发动机在驱动螺旋桨旋转时,约70%的能耗转化为推力,约15%消耗于螺旋桨剪切水做功,剩余约15%则消耗于螺旋桨反推力对水做功。

  在中国工程院院士、中国科学院宁波材料所研究员薛群基的推动下,自2022年起,中国科学院宁波材料所海洋关键材料重点实验室研究员王立平和曾志翔率领研发团队与中远海运能源股份有限公司(以下简称“中远海能”)联合攻关船用仿生蒙皮减阻节能技术,通过人工合成方法,制备出具有类似海豚皮特征的人造材料——类液态滑移柔性减阻材料JZPU-2023,并实现中试生产。

  曾志翔介绍,这一人造材料由具有类液态特征的动态界面材料与具有0.1—0.2毫米尺寸微结构的柔性材料耦合而成,敷设于螺旋桨表面,能够降低螺旋桨与水之间的剪切力,并减少反推力对水的做功,进而提高螺旋桨效率,降低能耗。

  海豚等海洋生物在海里游动时具有极低阻力。这是因为海豚表皮在水流作用下可形成微结构,产生微涡流,将水流与表皮的滑动摩擦转变为滚动摩擦,结合表皮黏液的润滑特性,能有效降低水流的湍流动能,降低水与表皮之间的剪切力。

  曾志翔说,对于人造仿生减阻材料而言,表面微结构和柔弹性易于实现,但要模仿海豚表皮长期分泌黏液的特性则比较困难。类液态材料有效解决了这一问题。

  “类液态材料既能保持固体材料的强度,又有类似于黏液的滑移特征。它在固体有机物分子内部接枝了高度柔性分子刷,从而表现出一定液体特征。”曾志翔解释说,由于所接枝分子链具有类似流体的高度动态特性,能自由旋转与运动,所以各种液体在这种材料表面的黏附力低且易滑移。

  记者了解到,鉴于此次测试结果,中远海能与中国科学院宁波材料所计划将该减阻材料推广至公司旗下100余艘油轮船。

  曾志翔说,未来,船用仿生柔性减阻材料将向远洋及内河运输等全行业推广应用。这必将促进营运船舶绿色化、低碳化发展。(洪恒飞 高晓静 江耘)

[ 责编:林佳欣 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平出席金砖国家领导人第十八次会晤第一阶段会议并发表重要讲话

独家策划

推荐阅读
拍卖会是全国优质种公牛资源展示的舞台。与华西牛同台竞争的,不乏安格斯、西门塔尔等国内外优质牛,可近4届“标王”无一例外都花落华西牛。
2026-09-14 09:26
甲烷的“存在感”远不及二氧化碳,但增温效应不容小觑。有研究认为湖泊贡献了全球自然甲烷排放的75%,也有测算认为占比不足两成。但实际排放多少、国际模型是否适用于我国,长期缺乏本土实测验证。
2026-09-14 09:25
位于今青海省海西州格尔木市南部的布尔汗布达山山体,是当代地质学界、地理学界公认的东昆仑主干,也是青藏公路、青藏铁路的关键地标——昆仑山口所在地。
2026-09-14 09:14
近日,记者从吉林大学获悉,该校生物考古实验室在全球首次完成已灭绝古生物奥氏马的完整形态复原。
2026-09-14 09:15
2026年国家网络安全宣传周期间,光明网联合科普中国推出AI科技伦理系列科普视频,引导公众理性认知技术逻辑,秉持算法向善理念,共建网络安全生态。
2026-09-14 09:15
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
加载更多