METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 Bab 4 METODOLOGI PENELITIAN Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4.1 Kalibrasi Data yang di dapat dari probe berupa satuan voltase. Data yang di dapat harus diolah terlebih dahulu menjadi elevasi muka air dengan menggunakan data kalibrasi awal. al pertama yang harus dilakukan adalah memposisikan probe ke posisi netral (0 cm) dan atur data dari perangkat lunak ke kondisi nol, lalu ambil contoh data selama 1 menit (Tabel 4.1). Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-1

2 Tabel 4. 1 Data kalibrasi 0 cm t (s) Probe 1 (v) Probe 2 (v) Probe 3 (v) Probe 4 (v) Probe 5(v) Ambil rata-rata pada tiap probe pada 0 cm. (Tabel 4.2) Tabel 4. 2 Rata-rata nilai pada probe dari data kalibrasi 0cm Probe 1 (v) Probe 2 (v) Probe 3 (v) Probe 4 (v) Probe 5(v) Atur semua probe turun 10 cm, lalu ambil data selama 1 menit (Tabel 4.3). Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-2

3 Tabel 4. 3 Data Kalibrasi 10 cm t (s) Probe 1 (v) Probe 2 (v) Probe 3 (v) Probe 4 (v) Probe 5(v) Ambil rata-rata pada tiap probe pada 10 cm. (Tabel 4.4) Tabel 4. 4 Rata-rata nilai pada probe dari data kalibrasi 10cm Probe 1 (v) Probe 2 (v) Probe 3 (v) Probe 4 (v) Probe 5(v) Buat plot grafik dari tiap-tiap probe lalu munculkan persamaan garisnya dengan trend line. (Gambar 4.1). Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-3

4 Gambar 4. 1 Trend line untuk probe 1. Ubah data voltase ke data elevasi muka air dengan menggunakan persamaan garis, dengan y = voltase dan x = elevasi muka air. (Tabel 4.5, Gambar 4.2) Semakin banyak data kalibrasi, semakin akurat elevasi muka airnya. Perhitungan manual persamaan garis: Dimana : Y = elevasi muka air η (cm) X = voltase (v) m = gradien = (y2-y1)/(x1-x2) c = konstanta Y = mx + C Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-4

5 Data : x1 = 0 x2 = 10 y1 = y2 = Perhitungan : Y =mx +c x1 = 0, y1 = mx1 + c y1 = m(0) + c y1 = 0 + c y1 = c c = m = (y2-y1)/(x1-x2) = ( )/(10-0) = Maka : Y = X Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-5

6 Tabel 4. 5 Contoh Elevasi Muka Air t (s) η1 (cm) η2 (cm) η3 (cm) η4 (cm) η5 (cm) Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-6

7 Gambar 4. 2 Elevasi muka air pada probe Zero Up Crossing Sebelum mencari tinggi dan perioda gelombng, rata-ratakan data elevasi muka air, η = ratarata elevasi. Tiap data elevasi dikurangi dengan η. η η = η zero mean. (Tabel 4.6, Gambar 4.3) Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-7

8 Tabel 4. 6 Zero Mean elevasi muka air. t (s) η1m (cm) η2m (cm) η3m (cm) η4m (cm) η5m (cm) Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-8

9 Gambar 4. 3 Zero mean elevasi muka air pada probe 1. Terdapat 2 gelombang pada Gambar 4.3 (Gambar 4.4). Gelombang 1 Gelombang 2 Gambar 4. 4 Gelombang pada zero mean evasi muka air pada probe 1. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-9

10 Pada metode Zero Upcrossing, satu gelombang dinyatakan mulai dari η = 0 ke atas. Pada Gambar 4.5, satu gelombang dapat dilihat mulai dari tanda X ke tanda X berikutnya. Tinggi gelombang () dapat ditentukan dari η max η min pada satu gelombang dan periode gelombang (T) dapat dilihat dari tanda X ke tanda X selanjutnya (Gambar 4.5). T Gambar 4. 5 Elevasi muka air pada probe 1, satu gelombang (antara tanda X ) Dari Gambar 4.5, dan T dapat dihitung. = 0.14 (-0.21) = 0.35 cm T = = 0.65 s Untuk nilai dan T yang lain yang terdapat di Gambar 4.4 dapat dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4. 7 and T pada Probe 1 no T (s) (cm) Dari Tabel 4.7, di dapat : T = rata-rata periode = s = rata-rata tinggi gelombang = cm Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-10

11 4.3 Koefisien Transmisi Saat gelombang dengan tinggi gelombangnya adalah gelombang insiden (i), melewati penghalang (pemecah gelombang), maka sebagian dari energy gelombang akan hilang, dan beberapa energinya akan terrefleksi dan tertransmisi. Efektivitas dari sebuah pemecah gelombang dapat diukur dengan mengukur koefisien refleksi. Rumus koefisien transmisi: K = T t i Berikut adalah parameter koefisien transmisi: i t = tinggi gelombang insisden (sebelum bangunan pemecah gelombang) = tinggi gelombang transmisi (setelah bangunan pemecah gelombang) 4.4 Skala Untuk membuat suatu model yang hasilnya memuaskan diperlukan perbandinghan yang sesuai dengan prototipnya. Persamaannya harus pas baik sumbu x, y maupun z-nya (tidak terdistorsi). Berikut adalah penskalaan dan persamaan model dari bilangan Froude: (F r ) M = (F r ) P Berikut adalah parameter bilangan Froude: = Fr M P v g L = bilangan Froude = model = prototip = kecepatan aliran = gravitasi = panjang Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-11

12 Skala untuk Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai. Untuk model Permecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai, model yang digunkan untuk tiang pancang yang mendekati penskalaan 1:12 adalah menggunkan pipa PVC dengan besar 1.5 dan 2. Dengan menggunakan pipa PVC 2 (5.08 cm) skala yang digunkan adalah 1:10. Dengan menggunakan skala itu maka kedalaman yang akan dimodelkan dari 9m menjadi 90cm hal ini tidak dapat dilakukan karena wave generator hanya efektif ssmpai ketinggian 80cm. Olehkarenanya pipa PVC yang digunkan adalah pipa PVC yang besarnya 1.5 (3.81 cm), jadi skala yang digunakan untuk pemodelan ini adalah 1:13. Skala panjang = 1:13 Skala waktu = 1: = 1:3,6 Skala berat = 1:13 3 = 1: Model Pada percobaan yang dilakukan, yang akan di modelkan adalah: 1. Kondisi Perairan Kondisi perairan dimodelkan dengan beberapa kombinasi seperti ditampilkan pada Tabel 4.8. Tabel 4. 8 Skala Kondisi Perairan Item Prototip Model Kedalaman 6 m 9m 50 cm 70 cm Tinggi Gelombang 1.5m 2.0m 2.6m 11.5 cm 15.4 cm 20 cm Periode Gelombang 7 s 14 s 4 s 1.9 s 3.9 s 1 s Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-12

13 Kedalaman perairan N d = d d p m = 13 d m 1 d 13 = p = Tinggi gelombang 1 13 ( 6) meter = 0.50 meter = -50 cm N = p m = ( s ) m = ( s ) p = 1.5 meter = meter = 11.5 cm Perioda gelombang N = p m = ( s) m= ( s) p= 7.0 s = 1.9s Dimensi Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai Dimensi dari model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai ditampailkan pada Gambar 4.6, Gambar 4.7, Gambar 4.8 dan Gambar 4.9. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-13

14 Gambar 4. 6 Gambar isometrik model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai. Gambar 4. 7 Tampak atas model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-14

15 Gambar 4. 8 Tampak samping model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Gambar 4. 9 Tampak depan model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-15

16 Gambar Foto tampak depan model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Gambar Foto tampak atas model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-16

17 Gambar Foto tampak samping model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang. Model yang di pasang ke dalam saluran gelombang ditampilkan pada Gambar Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-17

18 Gambar Posisi pemasangan model di laboratorium. Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-18

19 Tabel 4. 9 Ketinggian tirai pada model tiap kedalaman perairan. h = 70 cm Model h = 50 cm Model S1 0 cm S1 0 cm S2 5 cm S2 5 cm S3 10 cm S3 15 cm S4 15 cm S4 20 cm S5 25 cm Untuk mengganti draft dari model Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai, dapat memutar pedal pada modelnya (Gambar 4.14). pedal diputar (a) Gambar Mengganti draft model ; (a) sebelum pedal diputar, (b) setelah pedal diputar (b) Uji Model Fisik Pemecah Gelombang Tipe Tiang Pancang Bertirai 4-19