为了实现国际气候目标，到2050年，航运业的碳排放量必须比2008年的水平减少50%以上。目前，多达99%的全球航运业依赖化石燃料。尽管电力可以使小型渡轮跨越较短的距离，但大型、长途船只的电气化受到航程限制的阻碍。这意味着对新的节能推进技术解决方案的需求既重大又迫切。

瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究人员首次成功展示了一种新方法，该方法可能为显著减少航运对气候的影响铺平道路。受航空领域使用的空气动力学技术的启发，研究人员找到了一种方法，可以将船舶的空气动力学阻力降低7.5%。结果是提高了能源效率，降低了燃料消耗。

查尔姆斯理工学院力学与海洋科学系海洋技术博士后徐克伟表示:“对于一艘从沙特阿拉伯开往日本的油轮来说，这意味着燃料消耗减少了大约10公吨。”“减少空气动力阻力的研究很少;我们的研究是同类研究中的首例。”

为风力船铺平道路

这种独特的方法与未来的风力船舶特别相关。风力推进本身并不是一项新技术;它沉寂了几十年，直到最近几年才恢复了人们对它的浓厚兴趣。

采用风力推进的船舶需要更有效的空气动力学设计，因为它不像化石燃料船舶那样具有恒定的高功率输出。在此之前，空气动力的影响与船在水中的总阻力相比并不重要。但当涉及到风力推进时，研究人员的方法可能会开辟新的可能性。

“在接下来的几年里，我们可能会看到结合风能和燃料动力推进的船只。但我们的长期目标是使风能成为货船等的唯一能源，”徐克伟说。

孔达效应使气流附着在曲面上

该方法的核心是稳定流康达效应。这是基于流体沿着一个向外弯曲的表面(凸面)流动的趋势，就像水沿着勺子的背面流下一样，而不是从它发射出去。

在航运中，气动阻力的主要来源之一是船舶上部建筑的方形后部;从甲板上露出来的部分。Chalmers研究人员开发的新方法在该区域周围诱导了Coanda效应。

“通过在船的上层建筑上创造一个凸边的设计，并允许高度压缩的空气流过‘喷射槽’，康达效应使船体上的气压达到平衡。”这反过来又大大减少了空气动力阻力，使船舶更加节能，”徐克伟说。

研究人员在研究中描述了该方法，该方法既可以用于现有船舶，也可以用于新设计的船舶稳定Coanda效应下船舶气流控制的大涡模拟发表在流体物理学。

徐克伟表示:“通过展示我们的方法可以将空气动力阻力降低7.5%，我们希望航运业将欢迎这一解决方案，作为其向低排放过渡的必要组成部分。”“我们的研究还表明，通过进一步优化，可以进一步减少阻力。”

该方法是提高直升机安全性的一项措施

查尔默斯研究人员的新方法也将使直升机在船上更安全的起降。当空气从船的上层建筑向下流动时，通常会产生湍流，使直升机不稳定。由于飞行员需要在船上非常精确的位置降落或起飞，这带来了很大的风险，一些直升机确实会坠毁。目前，在船上使用围栏或调整形状来最小化风险，但它们不是很有效。这种新方法抑制了湍流，因为它影响了上层建筑后面的风。因此，它将降低直升机的事故风险。

康达效应——在喷气式飞机、空调和美发产品中

康达效应是以罗马尼亚发明家亨利·康达的名字命名的，1910年左右，他是第一个认识到这种现象在飞机设计中的实际应用的人。今天，这种效应被应用于喷气式飞机上，当气流“粘”在机翼上时，空气动力升力就会增加。康达效应影响许多不同环境下的空气和液体流动，例如空调。这种现象也出现在美发行业，一些产品中使用了这种成分。

更多关于研究的信息

采用高保真CFD(计算流体力学)模拟方法在某船模型上进行了数值试验。研究人员设计了这项技术，包括几何形状和喷射强度。测试是在国家超级计算机中心(NSC)的SNIC(瑞典国家计算基础设施)进行的。