POWER UNTUK MENGGERAKKAN KATAMARAN

Transkripsi

1 PRESENTASI TUGAS AKHIR STUDI SISTEM MEKANISME WAVE POWER UNTUK MENGGERAKKAN Di susun oleh : Andrianadi Yoghi KATAMARAN Dosen Pembimbing : Prof.Ir. I Ketut Aria Pria Utama, MSc. Ph.D Ir. Murdijanto, M. Eng JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 LATAR BELAKANG Bahan bakar fosil semakin menipis dan polusi semakin meningkat (global warming) Ekstraksi Energi : Angin Surya Gelombangg Laut dll

3 PERUMUSAN MASALAH 1. Desain Sistem Mekanisme wave power penggerak katamaran? 2. Kemampuan sistem mekanisme wave power menggerakkan katamaran?

4 BATASAN MASALAH 1. Jenis kapal yang dipakai adalahkatamaran. 2. Foil yang digunakan adalah NACA 0015

5 TUJUAN 1. Mendesain sistem mekanisme wave power pada katamaran. 2. Menghitung gpersamaan free body diagram dengan banyak derajat kebebasan pada sistem mekanisme wave power. 3. Menghitung daya dorong yang dihasilkan pada sistem mekanisme wave power.

6 MANFAAT Sistem mekanisme wave power ini nantinya dapat menjadi alternatif sistem penggerak kapal yang tidak menggunakan bahan bakar.

7 Sistem Mekanisme Wave Power Terdiri dari : Pegas Foil

8 Free Body Diagram Pegas 1 dan pegas 2 memiliki nilai k yang sama Sistem mekanisme wave power memiliki 2 derajat kebebasan

9 Matlab Model Matematis perhitungan frekuensi natural ldan persamaan gerak

10 Menentukan Frekuensi Natural

11

12 Hasil Perhitungan 1. K x = 10 Nm ω n1 = rad/s ω n2 = rad/s ω n3 = 0rad/s ω n4 = 0 rad/s Frekuensi natural yang akan dipakai adalah ω n2 = rad/s. 2. K x = 100 Nm ω n1 = rad/s ω n2 = rad/s ω n3 = 1 rad/s ω n4 = 1 rad/s Frekuensi natural yang akan dipakai adalah ω n2 = rad/s

13 Persamaan Gerak

14 Teori Gelombang A=At deep water. B=At A shallow hll water. The elliptical i l movement of a surface particle il flattens with ih increasing depth 1=Progression of wave 2=CrestC 3=Trough

15 Teori Gelombang Tinggi gelombang (H) = 1 m Periode d () (T) = 10 s Panjang Gelombang : L 1 = 15 m L 2 = 25 m Sehingga Kecepatan yang akan dipakai adalah nilai maksimunya yaitu: w 1 = m/s w 2 = 0095m/s 0.095

16 Foil NACA 0015 Foil yang NACA 0015 memiliki Cp yang maksimal

17 FLOWCHART SIMULASI CFD ANSYS ICEM-CFD Pre-Processing -Bentuk foil dari referensi -Pembuatan geometri -Menentukan mesh size -Proses meshing CFX-PRE&SOLVER Pemilihan solver -Pemilihan boundary condition -Pemilihan model laminar dan turbulance -Pemilihan jenis fluida dan struktur -Pemilihan solving equation CFX-POST Visualisasi Aliran -Distribusi Tekanan -Distribusi kecepatan -Gaya hydrodynamic

18 ICEM CFD Kotak Model kotak ini merupakan model fluida yang akan digunakan pada foil. Terdapat selubung yang akan digunakan sebagai interface.

19 ICEM CFD Foil Model foil diselubungi oleh silinder. Silinder akan digunakan sebagai interface.

20 CFX Pre Kotak + Foil Model kotak dan foil di import pada satu file, penggabungan menggunakan perintah create domain interface. Menentukan boundary layer yaitu inlet, outlet dan wall.

21 No. meshing Variasi Meshing Max. Size Height Height Ratio Num. Layers Tetra Width Elements total Nodes total Jumlah element dan node yang dihasilkan meshing no. 1 memiliki hasil yang lebih besar dibandingkan dengan no. 2, 3, dan 4. Sehingga diambil meshing no. 1 untuk Se gga da b es g o u tu perhitungan analisa.

22 Arah fluida terhadap foil (atas) Dimana: Fy = Gaya yang bekerja pada foil pada sumbu y [N] Fz = Gaya yang bekerja pada foil pada sumbu z [N] T = Resultan gaya [N] Sudut 15 derajat sampai 15 derajat

23 Nilai Thrust (w 1 =0.068m/s) Nilai Thrust diambil dari ANSYS CFX post. Perbedaan nilai T1 dan T2 karena adanya interaksi fluida. Nilai Thrust tersebut merupakan nilai input untuk analisa sistem mekanisme pegas.

24 Nilai Thrust (w 2 =0.095m/s) Nilai Thrust diambil dari ANSYS CFX post. Perbedaan nilai T1 dan T2 karena adanya interaksi i fluida. Nilai Thrust tersebut merupakan nilai input untuk analisa sistem mekanisme pegas.

25 Perbandingan w 1 dan w 2 Semakin cepat kecepatan fluida maka nilai thrust yang dihasilkan semakin besar.

26 Simpangan Amplitudo Kx = 10 Nm, ω n2 = rad/s, w 1 = m/s Kx = 100 Nm, ω n2 = rad/s, w 1 = m/s Kx = 10 Nm, ω n2 = rad/s, w 2 = m/s` Kx = 100 Nm, ω n2 = rad/s, /, w 2 = m/s Fluida yang mengenai foil menghasilkan gaya yang berperan sebagai penggerak sistem mekanisme. Besarnya nilai simpangan bergantung pada besarnya konstanta lateral dan besarnya kecepatan fluida

27 Hambatan Maxsurf Hullspeed Lwl = m B = m T = 0.7 m H = 21m 2.1 Metode Holtrop, dengan Efisiensi 75%,

28 Grafik Hambatan Hambatan : Gaya yang dibutuhkan untuk menarik kapal pada kondisi airtenang (PNA, Vol. II)

29 Kecepatan w 1 = m/s Thrust Speed Thrust merupakan gaya yang menarik Kecepatan katamaran berkisar antara sampai knot

30 Kecepatan w 2 = m/s Thrust Speed Thrust merupakan gaya yang menarik. Kecepatan katamaran berkisar antara sampai knot

31 Kesimpulan Kecepatan fluida mempengaruhi besarnya nilai gaya thrust yang dihasilkanilk dan besarnya sudut foil mempengaruhi nilai i thrust. t Dengan adanya nilai gaya thrust ini dapat dilihat terjadi reaksi maju ke depan (searah sumbu z). Besarnya simpangan lateral dan torsional bergantung pada nilai Kx. Dimana nilai Kx yang dianalisa adalah 10 Nm dan 100 Nm. Sehingga nilai simpangan yang dihasilkan memiliki selisih yang cukup besar. Kx= 10 Nm memiliki simpangan hampir 8 m sedangkan pada Kx = 100 Nm memiliki simpangan 0.8 msehingga memiliki perbedaan bd 1/10. Untuk analisa ini maka nilai yang diambil adalah Kx = 100 Nm. Kecepatan katamaran pada kecepatan gelombang (w1 = m/s) adalah berkisar antara sampai knot. Sedangkan pada kecepatan gelombang (w2 = m/s) adalah berkisar antara sampai knot.

32 Selesai Terima Kasih Atas Perhatiannya