ابتكار هياكل سفن جديدة يقلل الاحتكاك ويخفض الانبعاثات حتى 7.5%
مستقبل السفن الصديقة للبيئة.. ابتكار يقلل استهلاك الوقود في السفن
أظهر باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أن مولدات الدوامة المثلثية المثبتة على هيكل السفينة يمكن أن تقلل الاحتكاك بنسبة تصل إلى 7.5%، ما يقلل الانبعاثات وتكاليف الوقود.
نُشر البحث بعنوان “الحد من السحب في السفن عالية معامل الكتلة باستخدام مولدات الدوامة” في مؤتمر جمعية المهندسين البحريين لعام 2025 في نورفولك، فيرجينيا.
يشكل هذا العمل مسارًا واعدًا نحو إزالة الكربون، ويعالج الحاجة الملحة لتحقيق هدف المنظمة البحرية الدولية (IMO) في خفض كثافة الكربون للشحن الدولي بنسبة 40% على الأقل بحلول 2030 مقارنة بمستويات 2008.
يتطلب تحقيق هذا الهدف تنسيقًا بين عدة طرق، تشمل إعادة تصميم هياكل السفن والمراوح والمحركات، واستخدام أنواع وقود جديدة، وطرق تشغيل مبتكرة.
مولدات الدوامة المثلثية
قام الباحثون، خوسيه دل أجيلّا فيرانديس، جاك كيميث، ومايكل تريانتافيلو من MIT Sea Grant وقسم الهندسة الميكانيكية، مع ألفونسو بارا روبيو ونيل جيرشنفيلد من مركز Bits and Atoms، بتحديد الشكل والحجم الأمثل لمولدات الدوامة باستخدام مزيج من المحاكاة الحركية للسوائل (CFD) والطرق التجريبية مدعومة بالذكاء الاصطناعي.
أثبتت الاختبارات على نماذج مصغرة لهياكل السفن أن مولدات الدوامة المثلثية تقلل الاحتكاك عن طريق تأخير انفصال التدفق المضطرب، مما يسمح بتدفق الماء بسلاسة على طول الهيكل، ويزيد كفاءة المراوح والدفة.
يتيح التصميم المعياري لمولدات الدوامة المثلثية دمجها في مجموعة واسعة من هياكل السفن، بما في ذلك ناقلات البضائع والمواد الكيميائية، ويمكن أن تتكامل أو تحل محل التقنيات الحالية مثل الستاتورات المسبقة الدوران، لتحسين الأداء الكلي للنظام.
على سبيل المثال، تشير التقديرات إلى أن تركيب هذه المولدات على ناقلة بضاعة بطول 300 متر تعمل بسرعة 14.5 عقدة على خط عرض المحيط الهادئ يمكن أن يقلل الانبعاثات ويوفر نحو 750 ألف دولار سنويًا في الوقود.
