维度网讯，挪威科技工业研究院（SINTEF）的研究人员发现，当前航运业使用的简化风模型会导致风辅助推进系统的燃油节省数据严重不准确，为此他们启动了reSail项目来开发基于现实海洋条件的优化方案。大型货船、散货船和油轮产生的碳排放约占海运部门的90%，而氢、氨或纯电气化等零排放替代方案仍需数年才能规模化。面对日益严格的气候法规，船东们开始转向风力推进这种最古老的驱动方式。现代商业船队正在部署高耸的空气动力学结构，称为风辅助推进系统（WAPS），包括利用马格努斯效应的旋转转子帆、垂直翼帆以及使用内部风扇将空气拉过表面的先进吸力帆。

采用这些现代风帆的船舶数量增长迅速。2020年仅有9艘主要船舶使用，如今已跃升至64艘，还有数十艘正在进行改装。但实际效果令人困扰：理论上应能大幅削减燃料费用，实际上燃油节省在2%到25%之间剧烈波动，结果非常不稳定。为了探究原因，SINTEF的研究人员启动了reSail项目。他们的发现表明，航运业依赖过度简化的风模型，未能捕捉真实海洋条件。“我们更现实地审视了风况，发现它们与风理论显著偏离，”SINTEF研究员Yannick Jooss说，“如果像今天常见的那样仅使用标准风廓线，测量结果将不准确。简化的假设和模拟是不够的，因为它们没有考虑风的复杂性和变化。”

据项目负责人Jooss称，依赖这些过度简化的模拟会导致数据不准确。要最大化减排效果，需要精确的、基于现实世界的风行为和风帆布置知识，以及自动调整以优化整体船舶运行。主要复杂之处在于结构本身：当一面22米高的刚性帆被固定在巨大的金属船体上时，船舶改变了环境，在空气到达风帆之前弯曲、阻挡并搅动风，形成复杂的微气流。为了绘制这一无形的混乱，reSail团队在Odfjell运营的化学品船Bow Olympus上配备了高频激光雷达（LiDAR，光探测和测距）系统，成功追踪了相对于移动船舶的高精度风速和风向。研究人员向大气发射激光束，并利用多普勒效应追踪光从空气中尘埃颗粒反射后的变化。

从Bow Olympus收集的数据将研究带入实验室优化阶段，重点关注三个领域。团队旨在通过使用挪威科技大学（NTNU）的风洞来确定风帆布置的空气动力学最佳点，开发预测系统以在阵风到来前自动调整风帆，并将实时风力预报集成到导航计算机中，从而全面优化船舶运行。“我们的目标是让现代风帆在船舶上更具吸引力，从而为海运部门必要的减排做出贡献，”Jooss补充道。诸如FuelEU Maritime等法规要求到2050年将航运排放量减少80%。如果reSail项目成功缩小理论与现实之间的差距，可能将燃油节省稳固推过25%的门槛。

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