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1.2 本文的研究意义 在目前的绿色、低碳的国际大环境之下，全世界的各个行业都将可持续发展的思想作为自己发展的理念来指导制定下一步的发展计划。但是现在世界上对于能源的使用仍然是以石油等化石燃料燃烧为主要形式，然而化石燃料的大量使用已经导致了全球性的环境污染问题，并且已经越来越影响到人们的生命健康，极端天气愈演愈烈，比如说，全球气候变暖、雾霾，pm2.5严重超标。也因此，全世界都在向着清洁能源的道路上前进，全世界的各大企业都纷纷加大研发和利用新能源的力度。同时对于整个航运企业而言，其发展的瓶颈还在于对石油等化石能源的过度依耐，另外还受到经济危机的影响，航运企业利润持续走低。因此，此时转变发展方式实现产业结构优化升级，更加广泛地研发新能源已经是大势所趋。 现代风帆助航技术在船舶上的应用近几年来发展十分迅猛。并且较之传统的动力推进装置，新型的动力推进装置不仅提高了经济性，同时也注意对于环境的保护，这些包括：减小船舶航行或者停靠码头时的噪声污染、废水和废气污染等等。新型的船舶动力装置的主要研究工作包括有以下：改进和完善现有的动力装置，努力达到新的排放标准、开发并利用新能源来减少化石燃料燃烧的污染等等。并且新型的风力推进的方式也不仅仅再局限在风帆推进，自从天帆系统等新型的风帆问世，也革新了风帆助航技术新的面貌[3]。
新型的风帆助航推进技术能够充分地利用风能以及太阳能等一些新能源，而且全世界的航运公司和科研单位都在全力地加快新能源研发的步伐。通过新技术减少能耗，控制污染气体的排放同时大力加强对风帆助航技术的研究力度能够取得很大经济价值。航运大国日本已经在万吨级的货船上采用电脑控制的风帆助航，其节油率高达15%。由此可见风帆助航节能效果十分明显，也因此让人看到了风帆助航技术发展的光明的前景。另外风能也之所以能够得到各个国家的重视，不仅是因为它是清洁能源，不会对生态环境造成危害，更是因为它拥有着无比巨大的储量，并且容易获得。但是，凡事都有利有弊，风能也是很不稳定且分布不均匀的，这给我们对于它的利用带了很大的困难。但是知己知彼，百战不殆，我们已经明确了它的优势与不足，相信在我们全球广大科研工作者的共同努力之下，风帆助航技术将会越来越成熟，并将逐渐占据进而取代石油燃料推动船舶前进的传统方式。1.3 国内外研究现状 1.3.1 国内研究现状 我国对于风帆助航船舶的开发和研究是从 20 世纪 80 年代初开始，源于长江三角洲地区和珠江三角洲等地区，并且也取得了较好的成就。比如南京航运公司与武汉水运学院共同合作研发了一艘 300 吨的圆弧型风帆助航船舶，并且成功下水试航，经计算，其节能高达 50%以上[4]。其示意图如下图 1-1所示。
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