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

  • 乡村“跑腿员” 把过年的“牵挂”送回家

  • 精细服务让春运出行更顺畅

独家策划

推荐阅读
装上智能仿生手,截肢患者可以轻松拿起水杯喝水;高位截瘫患者用意念移动电脑光标,操控轮椅,指挥机器狗取外卖……
2026-02-13 09:50
凌晨2时,南昌西动车组运用一所检修库内灯光如昼。“接触网已断电,安全措施准备完毕,申请登顶!”确认许可后,国铁南昌局电务段南昌西车载设备车间工长曹准与工友一前一后登上动车组车顶,对北斗天线进行全面“体检”。
2026-02-13 09:45
近日,广西涠洲岛海域发生渔船撞击布氏鲸事件,鲸鱼受伤的画面令人揪心。虽然撞鲸的并非观鲸船,但这起事件也给正处于旺季的观鲸游敲响警钟——负责任地观鲸,有边界地亲近,人与自然和谐共生图景才能真正长久。
2026-02-13 09:43
核光钟通过真空紫外激光诱导原子核跃迁,具备更高精度与强抗干扰能力,且可实现便携化应用。但研制核光钟的道路上的一个核心瓶颈,是无法研制出能激发核跃迁的连续波激光光源。
2026-02-13 09:42
2021年,王勤团队开始研发低成本、适用于牧场环境的马匹体形自动测定设备。王勤团队搜集了全球90个马群体、近40个品种的基因组信息,构建了包含2000多个个体的参考面板——这是目前全球规模最大的马基因组参考数据库。
2026-02-13 09:36
一纸锦旗山水间,杏林春暖绿意长。
2026-02-12 11:01
金星与地球大小相近,同样诞生于太阳系内侧,却有着截然不同的命运。
2026-02-12 09:41
科技部十司相关负责同志解读《调查处理规定》。
2026-02-12 09:38
《细胞》封面:猕猴屏状核细胞分类与全脑联接图谱。在当前脑图谱大科学计划研究目标迈进绘制非人灵长类介观脑图谱的关键阶段,中国科学家仍在进一步集聚全球力量,持续扩大“朋友圈”。
2026-02-12 09:25
据悉,在战略上,植物星球计划还将整体提升全球生物多样性保护和实现碳中和的生态能力,构建植物科学领域全球大科学命题国际合作的新格局。
2026-02-12 09:17
马年将至,作为一种兼具力量与速度的动物,马正受到格外的关注。
2026-02-12 09:12
工业和信息化部等五部门近日印发《关于加强信息通信业能力建设支撑低空基础设施发展的实施意见》。加强监管能力体系建设,规划无人机专用号段,推动“一机一码一号”能力建设,探索标识解析在无人机领域的应用,形成无人机通信资源精细化管理。
2026-02-11 09:25
全球森林逐渐被快生树木主导,而稳定生态系统的慢生树种正在消失。“我们关注的是极为独特的物种,它们主要集中在生物多样性丰富、生态系统联系紧密的热带和亚热带地区。“此外,在现在和未来受到干扰的地区,非本地物种可能会加剧对光、水和养分的竞争,从而使本地树木更难生存。
2026-02-11 09:32
中国科学院动物研究所研究员王红梅带领的“灵长类胚胎发育的规律解析与体外模拟团队”,用27年的接力攻坚,把灵长类早期胚胎发育这个看不见、摸不着的“黑匣子”,变成了清晰可见的“生命剧本”。
2026-02-11 09:32
截至1月28日,“横竖都是世界第一”的贵州花江峡谷大桥累计接待游客突破130万人次,通行车辆超20万辆次,持续为区域发展注入新动能。大桥带来的发展溢出效应令人瞩目,而深入大桥肌理探查,你会发现,支撑起这座庞然大物的每根细钢丝,全部都是“中国造”。
2026-02-11 09:31
针对常见的饮食误区,杨爱明特别提醒,不建议采用“不吃主食”或“用水果代替主食”的方法来控制体重。对于肠胃功能较弱的人群,应避免过冷、过烫、过辣、过咸食物的刺激,切忌暴饮暴食,并尽量保持规律的进餐时间,以防加重原有胃肠问题。
2026-02-11 09:24
近日,市场监管总局(国家标准委)批准发布《中医体质分类与判定》推荐性国家标准。
2026-02-10 09:44
聚集相关企业300余家,机器人产业链规模超百亿元……北京亦庄,为何扎堆这么多机器人企业?
2026-02-10 09:42
“十四五”时期,我国全社会研发经费投入年均增长10%,研发经费投入强度提高0.44个百分点。
2026-02-10 09:41
日前,我科研团队在国际学术期刊《科学》发表论文《多尺度泛基因组图谱赋能混合倍性甘蔗的基因组解析》,为甘蔗高产优质育种提供了全新“基因资源地图”与核心分析工具。
2026-02-10 09:34
加载更多