F E A T U R E C F D A N D H Y D R O D Y N A MI C S L O N G F U S E


A N or w e gi a n pr oj e ct s e e k s t o c o m bi n e AI a n d h y dr o d y n a mi c s t o a s si st t h e s hift t o w ar d s m or e e n er g y- ef fi ci e nt o p er ati o n, writ e s D a vi d F o x w ell


A


N or w e gi a n pr oj e ct t h at st art e d l at e l a st y e ar will c o m bi n e c o n v e nti o n al h y dr o d y n a mi c s


a n d arti fi ci al i nt elli g e n c e ( AI) t o r e d u c e s hi p pi n g’ s e n vir o n m e nt al i m p a ct. A s P a uli n e R ø st u m B elli n g m o, a r e s e ar c h s ci e nti st, a n d S v ei n P e d er B er g e, a s e ni or b u si n e s s d e v el o p er at SI N T E F, t ell T h e N a v al Ar c hit e ct , t h e p art n er s i n t h e F U S E pr oj e ct, w hi c h i s f u n d e d b y t h e R e s e ar c h C o u n cil of N or w a y a n d r u n s u ntil 2 0 2 8, w a nt t o e x p e dit e t h e s hift t o w ar d s e n er g y- ef fi ci e nt o p er ati o n t hr o u g h t h e d e v el o p m e nt of e n h a n c e d s hi p p erf or m a n c e m o d el s f or v o y a g e o pti mi s ati o n s y st e m s.


“ O n it s o w n, c o n v e nti o n al h y dr o d y n a mi c s h a s it s li mit ati o n s,” s a y s B er g e. “ S o t o o d o e s AI. W e w a nt t o bri n g t o g et h er t w o d o m ai n s – s hi p h y dr o d y n a mi c s a n d AI – t o r a pi dl y r e d u c e e mi s si o n s fr o m s hi p pi n g.


“ A p ur el y d at a- dri v e n a p pr o a c h t o v o y a g e o pti mi s ati o n c a n o nl y t a k e y o u s o f ar. I n t hi s pr oj e ct w e will e x pl or e w a y s t o ‘f u s e’ c o n v e nti o n al s hi p h y dr o d y n a mi c s a n d AI t o e n h a n c e s hi p p erf or m a n c e e sti m ati o n s, wit h a p arti c ul ar f o c u s o n i nt e gr ati n g o p er ati o n al d at a a n d AI wit h h y dr o d y n a mi c m o d el s, t o e n a bl e hi g hl y a c c ur at e m o d el s t h at c a n b e a p pli e d t o cl a s s e s of v e s s el, r at h er t h a n i n di vi d u al v e s s el s.


“ T h e i d e a i s t o d e v el o p t h e or eti c al a p pr o a c h e s a n d m et h o d ol o g y utili si n g t h e p ot e nti al of u si n g AI i n c o m bi n ati o n wit h cl a s si c al h y dr o d y n a mi c s, t o d e v el o p m or e a c c ur at e n u m eri c al m o d el s f or s hi p p erf or m a n c e, i n cl u di n g b ot h e n er g y a n d m oti o n c h ar a ct eri sti c s.


“ Tr a diti o n al h y dr o d y n a mi c m o d el s ar e b a s e d o n fir st- pri n ci pl e s, r e fi e cti n g p h y si c al l a w s. AI- b a s e d m o d el s w hi c h u s e o p er ati o n al d at a ar e u s e d t o e st a bli s h a st ati sti c al r el ati o n s hi p b et w e e n i n p ut s a n d o ut p ut s. B ot h a p pr o a c h e s h a v e t h eir pr o s a n d c o n s, a n d w e ai m t o f u s e t h e b e st of b ot h of t h e m a n d d e v el o p h y bri d m o d el s t h at will pr o vi d e i n p ut t o n e xt- g e n er ati o n v o y a g e pl a n ni n g a n d o n b o ar d d e ci si o n s u p p ort s y st e m s.”


T h e p art n er s i n F U S E b eli e v e o ut c o m e s fr o m t h e pr oj e ct c o ul d f e e d i nt o v o y a g e o pti mi s ati o n s y st e m s t o r e d u c e s hi p e mi s si o n s (i m a g e: Ei n ar A sl a k s e n)


B elli n g m o n ot e s t h at I M O w a nt s t o r e d u c e gr e e n h o u s e g a s e mi s si o n s fr o m s hi p pi n g b y at l e a st 4 0 % b y 2 0 3 0, b ut v e s s el r etr o fit s a n d tr a n siti o ni n g t o gr e e n f u el s ar e u nli k el y t o a c hi e v e t h e 2 0 3 0 g o al.


E n er g y- ef fi ci e n c y m e a s ur e s, o n t h e ot h er h a n d, c a n bri n g t h e i n d u str y cl o s er t o t h e 4 0 % m ar k, s h e s a y s.


“ V o y a g e o pti mi s ati o n i s o n e of t h e m o st pr o mi si n g o p er ati o n al m e a s ur e s t o e n h a n c e e n er g y ef fi ci e n c y,” B elli n g m o s a y s. “It h a s t h e p ot e nti al t o r e d u c e e mi s si o n s, b y b et w e e n 1 0- 3 0 %. B ut, t o a c hi e v e t h e m o st si g ni fi c a nt s a vi n g s, a c c ur at e m o d el s f or e sti m ati n g s hi p e n er g y c o n s u m pti o n ar e r e q uir e d, a n d a c c ur at e pr e di cti o n s of f u el c o n s u m pti o n i n v ar yi n g o p er ati n g c o n diti o n s ar e e s s e nti al.”


b ut t h at N A V T O R’ s v o y a g e o pti mi s ati o n pr o d u ct s ar e i n st all e d o n 1 8, 0 0 0 s hi p s, a c c o u nti n g f or ar o u n d 3 0 % of t h e gl o b al fl e et. “ A s s u mi n g t h e o ut c o m e s of t h e F U S E pr oj e ct c a n r e d u c e e mi s si o n s b y 2 0 % f or e a c h v e s s el, t hi s w o ul d m a k e a gl o b al e mi s si o n r e d u cti o n of 6 5 milli o n t o n n e s of C O 2


B elli n g m o a n d t h e p art n er s i n t h e pr oj e ct – SI N T E F O c e a n, SI N T E F N or d v e st, N T N U, f err y o p er at or T or g h att e n, G 2 O c e a n, V ar d El e ctr o a n d v o y a g e o pti mi s ati o n c o m p a n y N A V T O R – b eli e v e F U S E c a n h a v e a m aj or i m p a ct o n r e d u ci n g e mi s si o n s. B elli n g m o a n d B er g e n ot e t h at, i n 2 01 8, gl o b al s hi p pi n g e mi s si o n s a m o u nt e d t o 1, 07 6 milli o n t o n n e s of C O 2


, wit h N A V T O R s y st e m s,” t h e y e x pl ai n.


S hi p m oti o n s I n a d diti o n t o r e d u ci n g e n er g y c o n s u m pti o n a n d e mi s si o n s, t h e o ut c o m e s of t h e pr oj e ct will i n cr e a s e p a s s e n g er a n d c ar g o s af et y t hr o u g h t h e d e v el o p m e nt of e n h a n c e d m o d el s f or pr e di cti n g s hi p m oti o n s.


B elli n g m o s a y s: “ T hi s will r e d u c e o p er ati n g c o st s, e n a bli n g o w n er s t o a v oi d c o st s i n c urr e d a s a r e s ult of d a m a g e d c ar g o a n d f ati g u e c a u s e d b y e x c e s si v e s hi p m oti o n.”


T h e o ut c o m e s fr o m F U S E will b e n e fit all of t h e p arti ci p a nt s i n t h e pr oj e ct, s a y s B elli n g m o: “ V e s s el o w n er s s u c h a s T or g h att e n a n d o p er at or s li k e G 2 O c e a n will b e a bl e t o u nl o c k t h e p ot e nti al of o p er ati o n al d at a t o o pti mi s e o p er ati o n s a n d r e d u c e e mi s si o n s. T hi s will r e s ult i n c o st r e d u cti o n s fr o m f u el s a vi n g s, a n d i n cr e a s e d c o m p etiti v e n e s s.


“ N A V T O R a n d V ar d El e ctr o will b e n e fit fr o m t h e k n o wl e d g e of h o w t o f u s e h y dr o d y n a mi c s a n d AI f or e n h a n c e d v o y a g e o pti mi s ati o n pr o d u ct s t h at eff e cti v el y l e v er a g e o p er ati o n al d at a. F or V ar d D e si g n, e n h a n c e d s hi p p erf or m a n c e e sti m ati o n will pr o vi d e i n si g ht s fr o m v e s s el o p er ati o n s t h at c a n i m pr o v e s hi p d e si g n.” ■


T H E N A V A L A R C HI T E C T 5 9


w h e n a p pli e d t o v e s s el s fitt e d


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