Studi Desain Model Konfigurasi Lambung pada Kapal Trimaran dengan bantuan CFD

Studi Desain Model Konfigurasi Lambung pada Kapal Trimaran dengan bantuan CFD TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 Oleh: M. Cahyo Adi N 4204 100 061

PENDAHULUAN Diantara inovasi tersebut adalah inovasi pada bentuk lambung kapal. Inovasi tersebut diantaranya adalah lambung jenis Trimaranl. Trimaran merupakan pengembangan dari lambung jenis catamaran. Berbeda dengan tipe catamaran, jenis trimaran ini memiliki tiga bentuk lambung, 1 lambung utama (centerhull) dan 2 side lambung (sidehull). Dengan mengusung konsep aero-hydrodynamic support, kapal dengan lambung jenis tersebut mampu memiliki kecepatan yang tinggi. Namun masih perlu diadakan kajian lebih lanjut tentang bagaimana bentuk desain dari ketiga lambung ini agar lebih optimal. Dengan membuat beberapa konfigurasi model desain lambung berdasarkan pertimbangan jarak, maka kita dapat menganalisa aliran yang terbentuk pada variasi model lambung tersebut. Kita dapat mengetahui seberapa besar kontribusi yang diberikan oleh model lambung tersebut, sehingga didapatkan besar tahanan kapal yang semakin kecil sekaligus memperoleh kecepatan yang tinggi.

RUMUSAN MASALAH Permasalahan Permasalahan utama yang ingin diteliti adalah variasi configurasi model hull yang paling baik pada tipe trimaran untuk mendapatkan efek aerodynamic lift dan hydrodynamic lift yang mampu memberikan kontribusi besar untuk meningkatkan kecepatan kapal. Detail permasalahan yang akan dianalisa pada tugas akhir ini adalah: Bagaimana bentuk pemodelan pada kapal trimaran yang optimal sehingga didapatkan aerodynamic lift dan hydrodynamic lift yang mampu mengurangi tahanan kapal dan menaikkan kecepatan kapal. Bagaimana bentuk aliran pada hull trimaran yang terjadi pada kondisi aktual. Bagaimana bentuk model lambung yang paling optimal dari variasi konfigurasi hull pada trimaran berdasarkan analisa dan hasil running program.

TUJUAN PENELITIAN Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah: Mengetahui bentuk pemodelan hull pada kapal Trimaran yang paling optimal sehingga didapatkan aerodynamic lift dan hydrodynamic lift yang mampu mengurangi tahanan kapal dan menaikkan kecepatan kapal. Mengetahui bentuk aliran pada hull yang terjadi pada kondisi aktual. Mengetahui bentuk model yang paling optimal dari variasi konfigurasi model hull pada Trimaran berdasarkan analisa dan hasil running program.

MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan Tugas Akhir ini antara lain: Memberikan rekomendasi bentuk desain lambung kapal trimaran yang optimal agar sesuai dengan efisiensi tahanan kapal terbaik. Memberikan kontribusi ilmiah bagi pengembangan konsep desainkapal Trimaran. Sebagai referensi bagi penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan masalah ini.

TINJAUAN PUSTAKA Prinsip Kerja Trimaran juga disebut dengan WIG (Wing In Ground) dengan aerodynamic system yang mampu mengangkat kapal ke permukaan air sehingga memiliki draft air yang kecil. Menggunakan prinsip aerodynamic lift, drag dan koefisien momen, sehingga dapat dirumuskan seperti di bawah ini ; Keterangan; L = aerodynamic lift D = drag M = aerodynamic moment P = air density U = flow velocity A = charateristic area c = wing cord

TINJAUAN PUSTAKA Tahanan Kapal Tahanan tersebut akan sama dengan komponen gaya fluida parallel terhadap sumbu-x gerakan kapal. Dalam curva tahanan terdapat badan kapal yang bergerak pada permukaan air atau di bawah permukaan air yang mempunyai viskositas. Absisnya merupakan Froude number F n = V gl dan ordinatnya merupakan koefisien tahanan yang dapat dirumuskan dengan R V C = 1 2 2 ρ S

TINJAUAN PUSTAKA Komponen Tahanan Lambung

TINJAUAN PUSTAKA Kurva Tahanan vs Kecepatan kapal

TINJAUAN PUSTAKA Prinsip Kerja Planing Hull

TINJAUAN PUSTAKA Computasional Fluid Dinamics (CFD) Adalah software dengan analisa sistem yang mencakup aliran fluida, perpindahan panas, dan fenomena yang terkait, seperti reaksi kimia dengan menggunakan simulasi berbasis (numeric). Code Computational Fluid Dynamics disini terdiri atas tiga element utama yakni : a. Pre Processor (CFX Build) b. Solver Manager c. Post Processor (Visualize)

METODOLOGI

Principal Dimension

METODOLOGI Penjelasan Metodologi Didalam melaksanakan penelitian untuk Tugas Akhir ini digunakan tahapan-tahapan metode penelitian sebagai berikut : 1. Studi literatur Pengumpulan bahan referensi penunjang yang dapat membantu penulis melalui jurnal, paper, buku-buku, e mail, e-book, dan e-news. 2.Survey data Survey di sini yang dilakukan adalah pencarian data data utama kapal yang dibutuhkan untuk pengolahan data. Data yang dibutuhkan selain principal dimension juga dimensi model hull. 3.Pengolahan Data Pada tahap ini dilakukan pengolahan data dari hasil survey data sehingga data tersebut dapat dijadikan acuan dalam proses berikutnya seperti pemodelan dan perhitungan. 4.Pembuatan Model Utama Pembuatan model kapal utama yang sesuai dengan data ukuran utama kapal. Model utama kapal ini menjadi acuan data untuk variasi yang akan dilakukan selanjutnya.

METODOLOGI Penjelasan Metodologi 5.Validasi Pada tahapan ini dilakukan uji validasi atas hasil tahanan model pada perhitungan CFD dan perhitungan Maxsurf. Apabila masih belum terjadi kecocokan, maka dilakukan perubahan pada setting parameter program CFD. Jika hasil validasi telah sesuai, maka dilanjutkan dengan pembuatan variasi konfigurasi model hull. 6.Simulasi model dengan CFD Pada proses ini, model hull yang telah divariasi ukurannya disimulasi pada program CFD dengan menggunakan seting parameter yang telah diuji validasinya. 7.Analisa data Pada tahap ini model hull yang telah divariasi akan dianalisa apakah bentuk yang telah dibuat pada model dapat menghasilkan tahanan sebaik mungkin. 8.Kesimpulan dan saran Pada tahap ini kesimpulan yang diambil berdasarkan hasil langkah langkah di atas.

DAFTAR PUSTAKA 1. Adji, S.W. 2001. Propulsion of Ship.Diktat Mata Kuliah Tahanan Kapal. JTSP FTK-ITS. Surabaya. 2. Harvald, Sv Aa. 1983. Tahanan dan Propulsi Kapal. Airlangga University Press. Surabaya. 3. John D, Anderson, Ir. 1984. Computational Fluid Dynamics.McGraw Hill. Singapore. 4. Lewis, Edward. 1988. Principle of Naval Architecture :VolI Resistance,Propulsion.The Society of Naval Architects and Marine Engineers. USA 5. Tupper, E. (1996). Introduction to naval architecture. Butterworth Heinemann

HASIL RUNNING CFD