Development of Simplified Methods for Ship Powering Performance Calculations

Internasjonal skipsfart er den største bidragsyteren til verdenshandelen, og frakter mer enn 80 % av transportert gods. Selv om utslippene per enhet som transporteres er lavere enn for noen annen transport, opplever skipsfarten et økende press for å redusere de globale utslippene. Som en del av KPN-forskningsprosjektet CLIMMS, har NTNU utviklet MariTEAM-modellen, en beregningsmodell for drivstofforbruk og utslipp fra verdens skipsflåte. Denne avhandlingen bidrar med å utvikle og validere en ny ytelsesmetode for skip som er egnet for MariTEAM-modellen. Den nåværende kunnskapen om prediksjon av effektforbruk for skip er gjennomgått. I samsvar med litteraturen er ulike empiriske metoder implementert i modellen, som består av fem overordnede moduler. Først estimeres manglende tekniske parametere for skipet. Deretter beregnes stillevannsmotstanden, etterfulgt av motstandsøkning i vind og bølger. Så bestemmes propulsjonsvirkningsgraden, før det endelige effektforbruket beregnes. Dermed kan den nye metoden estimere effektforbruket i realistiske sjøtilstander og for et bredt spekter av skip i flåten, kun ved hjelp av få parametere. En casestudie av syv ulike skip er benyttet for å validere prestasjonen til den nye metoden. Valideringsgrunnlaget inkluderer modelltest rapporter, prøvetursdata og in-service data for seilende skip. Valideringen mot stillevannsberegninger viser at den nye metoden kan predikere effektforbruket med gjennomsnittlig avvik på + - 3 % og med et standardavvik på 6 %, hvis eksakte parametere er kjent. Når parameterestimatene anvendes for manglende parametere avviker effektberegningene opp til 10 %. Validering av in-service data viser at det målte effektforbruket og det estimerte effektforbruket samsvarer godt hvis korrekt lastkondisjon er brukt