ANALISA PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN HUB PROPELLER TIPE B-SERIES

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISA PERBANDINGAN PROPELLER

ANALISA NILAI THRUST DAN TORQUE

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

ANALISA PERFORMANCE PROPELLER TIPE B-SERIES PADA KAPAL SELAM MIDGET 150M DENGAN VARIASI SKEW ANGLE DAN BLADE AREA RATIO (AE/AO) MENGGUNAKAN METODE CFD

ANALISA EFISIENSI PROPELLER B-SERIES DAN KAPLAN PADA KAPAL TUGBOAT ARI 400 HP DENGAN VARIASI JUMLAH DAUN, SUDUT RAKE MENGGUNAKAN CFD

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

PENGARUH JARAK RUDDER DAN PROPELLER TERHADAP KEMAMPUAN THRUST MENGGUNAKAN METODE CFD (STUDI KASUS KAPAL KRISO CONTAINER SHIP)

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

ANALISA PERBANDINGAN TIPE KORT NOZZLE TERHADAP GAYA DORONG PROPELLER DENGAN METODE CFD

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

ANALISA PENGARUH PELETAKAN OVERLAPPING PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD

ANALISA PENGARUH BENTUK FOIL SECTION NOZZLE TERHADAP EFISIENSI PROPULSI PADA KAPAL TUNDA

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

Kata kunci : Propeller B-series,Propeller Kaplan, thrust, torque

PENGARUH PENAMBAHAN FIN PADA RUDDER UNTUK MENGURANGI HAMBATAN KEMUDI KAPAL DENGAN METODE CFD (STUDI KASUS KAPAL KRISO CONTAINER SHIP)

ANALISA KARAKTERISTIK BALING-BALING B SERIES DI AIR TERBUKA DENGAN CFD

Studi Desain Model Konfigurasi Lambung pada Kapal Trimaran dengan bantuan CFD

SIMULASI AERODINAMIS DAN TEGANGAN PROPELER PESAWAT TIPE AIRFOIL NACA M6 MELALUI ANALISA KOMPUTASI DINAMIKA MENGGUNAKAN MATERIAL PADUAN (94% Al-6% Mg)

P3 SKRIPSI (ME ) ERICK FEBRIYANTO

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2012

PENGARUH PENAMBAHAN FIN PADA RUDDER UNTUK MENGURANGI HAMBATAN KEMUDI KAPAL DENGAN METODE CFD (STUDI KASUS KAPAL KRISO CONTAINER SHIP)


BAB IV ANALISA DATA. Kecepatan arus ( m/s) 0,6 1,2 1,6 1,8. Data kecepatan arus pada musim Barat di Bulan Desember dapt dilihat dari tabel di bawah.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISA PENGARUH VARIASI SUDUT RAKE PROPELLER B-SERIES TERHADAP DISTRIBUSI ALIRAN FLUIDA DENGAN METODE CFD

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL PERHITUNGAN PARAMETER PENSTOCK

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

DESAIN DAN ANALISA STATIK SISTEM PENGGERAK ITS AUV-01 (AUTONOMUS UNDERWATER VEHICLE)

INVESTIGASI KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS PADA DESAIN HELICAL BAFFLE PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

ANALISA UNDERWATER THRUSTER PADA REMOTELY OPERATED VEHIICLE (ROV) DENGAN METODE CFD

BAB IV PROSES SIMULASI

Analisa Kinerja Propeller B-Series terhadap Pengurangan Luasan Blade pada Controllable Pitch Propeller di Daerah Antara Hub dan Blade

Analisa Aliran Fluida Akibat Kerusakan 3 Blade Pada Induced Draft Fan

Analisa Performance Propeller B-Series dengan Pendekatan Structure dan Unstructure Meshing

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

Oleh. Muwafiqul Khoirul Afif 1), Irfan Syarif Arief ST, MT 2),Ir. Toni Bambang M, PGD 2)

Abstrak

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Prosedur Penggunaan Software Ansys FLUENT 15.0

Penelitian Numerik Turbin Angin Darrieus dengan Variasi Jumlah Sudu dan Kecepatan Angin

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

ANALISA PENGARUH SKEW ANGLE TERHADAP PERFORMA PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD ABSTRACT

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

ANALISA HAMBATAN AKIBAT PENAMBAHAN STERN WEDGE PADA KRI TODAK MENGGUNAKAN METODE CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC)

ANALISA ALIRAN PADA DUCTED PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Lampiran A: Gambar Bagian- bagian dari Alat Penukar Kalor Berdasarkan Standar TEMA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

ANALISA PENGARUH ALIRAN FLUIDA YANG DITIMBULKAN OLEH GERAKAN PUTARAN PROPELLER PADA KAPAL IKAN TERHADAP TEKANAN PROPELLER DENGAN PENDEKATAN

ANALISIS PENGARUH PENAMBAHAN ELLIPTICAL BULB TERHADAP HAMBATAN VISKOS DAN GELOMBANG PADA KAPAL MONOHULL DENGAN PENDEKATAN CFD

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

Sistem Propulsi Kapal LOGO

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

PERBANDINGAN HASIL RANCANGAN BALING-BALING PADA METODE CROUCH DAN METODE BP-δ UNTUK KAPAL IKAN 30 GT

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

ANALISA PENGARUH ALIRAN FLUIDA YANG DITIMBULKAN OLEH GERAKAN PUTARAN PROPELLER PADA KAPAL IKAN TERHADAP TEKANAN PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD

Desain Blade Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut di Banyuwangi Berbasis CFD

FakultasTeknologi Industri Institut Teknologi Nepuluh Nopember. Oleh M. A ad Mushoddaq NRP : Dosen Pembimbing Dr. Ir.

ANALISA PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN PANJANG SELUBUNG DIAMETER NOZZLE DAN TIP CLEARANCE TERHADAP KINERJA PROPELLER K-SERIES

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

Analisa Kombinasi Hub Cap dan Ducted Propeller Dengan Pendekatan CFD (Computational Fluid Dynamic)

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-192

oleh : Ahmad Nurdian Syah NRP Dosen Pembimbing : Vivien Suphandani Djanali, S.T., ME., Ph.D

IRVAN DARMAWAN X

STUDI PERANCANGAN VOITH TURBO FIN BERULIR PADA TUGBOAT DENGAN PENDEKATAN CFD

STUDI NUMERIK RADIUS VOLUTE TONGUE RUMAH KEONG PADA BLOWER SENTRIFUGAL

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH GAYA GELOMBANG LAUT TERHADAP PEMBANGKITAN GAYA THRUST HYDROFOIL SERI NACA 0012 DAN NACA 0018

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Tulisan pada bab ini menyajikan simpulan atas berbagai analisa atas hasil-hasil yang telah dibahas secara detail dan terstruktur pada bab-bab

ANALISIS CASING TURBIN KAPLAN MENGGUNAKAN SOFTWARE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS/CFD FLUENT

Simulasi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melewati Silinder Teriris Satu Sisi (Tipe D) dengan Variasi Sudut Iris dan Sudut Serang

Muchammad 1) Abstrak. Kata kunci: Pressure drop, heat sink, impingement air cooled, saluran rectangular, flow rate.

SIMULASI TURBIN AIR POROS HORISONTAL (HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE/HAWT) DENGAN MENGGUNAKAN APLIKASI FLOW SIMULATION SOLIDWORKS SKRIPSI

BAB V HASIL DAN ANALISIS

STUDI NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN BODI PENGGANGGU TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER UTAMA

ecofirm SIMULASI MEKANISME PASSIVE PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI TIPE DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD

ANALISA HAMBATAN KAPAL AKIBAT PENAMBAHAN STERN TUNNELS PADA KAPAL TROPICAL PRINCESS CRUISES MENGGUNAKAN METODE CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC)

TAKARIR. Computational Fluid Dynamic : Komputasi Aliran Fluida Dinamik. : Kerapatan udara : Padat atau pejal. : Memiliki jumlah sel tak terhingga

STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK TENTANG ALIRAN BOUNDARY LAYER YANG MELINTASI BUMP DENGAN RADIUS KELENGKUNGAN YANG KECIL

SIMULASI PENGARUH NPSH TERHADAP TERBENTUKNYA KAVITASI PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM KOMPUTER COMPUTATIONAL FLUID DYANAMIC FLUENT

SIMULASI PENGUJIAN PRESTASI SUDU TURBIN ANGIN

tudi kasus pengaruh perbandingan rusuk b/a = 12/12, 5/12, 4/12, 3/12, 2/12, 1/12, 0/12 dengan Re = 3 x 10 4.

Studi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Airfoil NASA LS-0417 yang Dimodifikasi dengan Vortex Generator

SIMULASI PERPINDAHAN PANAS GEOMETRI FIN DATAR PADA HEAT EXCHANGER DENGAN ANSYS FLUENT

START STUDI LITERATUR MENGIDENTIFIKASI PERMASALAHAN. PENGUMPULAN DATA : - Kecepatan Angin - Daya yang harus dipenuhi

(Studi Kasus PT. EMP Unit Bisnis Malacca Strait) Dosen Pembimbing Bambang Arip Dwiyantoro, ST. M.Sc. Ph.D. Oleh : Annis Khoiri Wibowo

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PENGUJI... PERSEMBAHAN... MOTTO... KATA PENGANTAR...

STUDI NUMERIK : MODIFIKASI BODI NOGOGENI PROTOTYPE PROJECT GUNA MEREDUKSI GAYA HAMBAT

STUDI NUMERIK DISTRIBUSI TEMPERATUR DAN KECEPATAN UDARA PADA RUANG KEDATANGAN TERMINAL 2 BANDAR UDARA INTERNASIONAL JUANDA SURABAYA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

OPTIMALISASI DESAIN TURBIN PLTA PICO- HYDRO UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA DENGAN BANTUAN SOFTWARE CFD DAN KONSEP REVERSE ENGINEERING

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) G-139

Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 4 Oktober Arief Situmorang 1, Parlindungan Manik 1, Muhammad Iqbal 1 1)

BAB IV PEMODELAN POMPA DAN ANALISIS

SIMULASI NUMERIK ALIRAN 3D UNTUK KONDISI QUASI STEADY DAN UNSTEADY PADA TURBIN UAP AKSIAL

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) G-47

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV VALIDASI SOFTWARE. Validasi software Ansys CFD Flotran menggunakan dua classical flow

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

STUDI PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA SUSUNAN SILINDER VERTIKAL DALAM REAKTOR NUKLIR ATAU PENUKAR PANAS MENGGUNAKAN PROGAM CFD

Muhammad Ikhwan Kurniawan 1, Yanuar 2. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok, 16424, Indonesia

Transkripsi:

ANALISA PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN HUB PROPELLER TIPE B-SERIES PADA KAPAL SELAM TIPE MENENGAH UNTUK MENGOPTIMALKAN KINERJA KAPAL SELAM DENGAN METODE CFD Dimas Bagus Darmawan 1, Deddy Chrismianto 1, Muhammad Iqbal 1 1) Program Studi S1 Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Email : dimasbagus1711@gmail.com, deddychrismianto@yahoo.co.id, iqbal.muhammad.1412@gmail.com Abstrak Kapal selam didesain untuk tidak lambat dalam pergerakannya dibawah air, namun juga harus bergerak senyap dibawah air tanpa terdeteksi. Untuk dapat bergerak senyap dibawah air dipengaruhi oleh baling-baling kapal selam. Baling-baling kapal selam membutuhkan beberapa kriteria khusus yaitu baling-baling kapal yang dapat memberikan gaya dorong yang besar dengan tingkat kebisingan yang rendah. Maka desain propeller harus memiliki nilai thrust yang besar, nilai tekanan yang rendah, dan aliran baling-baling yang halus. Penelitian ini menganalisa baling-baling kapal jenis B-8 Series dengan 4 sudut kemiringan hub baling-baling yaitu 0, 5, 10, dan 15, sehingga didapatkan jenis baling baling yang optimum untuk kapal selam 150 m dengan bantuan program Computational Fluid Dynamics (CFD). Dalam proses analisa menggunakan software berbasis CFD, kami mendapatkan hasil dari semua model baling baling yaitu bentuk aliran, nilai thrust dan nilai pressure yang berbeda sesuai dengan RPM yang diberikan. Dari keempat model yang telah dibandingkan didapat model baling baling yang optimum yaitu B 8 Series dengan sudut kemiringan hub baling-baling 10 pada 450 RPM dengan nilai thrust sebesar 16028 N, rata-rata tekanan 11908,87 Pa, dan aliran turbulen dengan kecepatan rata - rata 16,68 m/s. Kata kunci : Kapal Selam, Propeller, Hub Propeller, CFD Abstract The submarine is designed to not slow in its movements under water, but it must also move silently below the water without being detected. To be able to move silently under the water by the propeller of the submarine. Submarine propeller need some spesific criteria and that criteria is propeller can give bigger amount of thrust with noiseless.so propeller design must has high thrust value, low pressure value, and smooth propeller streamline.this research compare 4 th degrees hub propeller are 0, 5, 10, and 15, So we get the optimum propeller for submarine midget type 150 m with Computational Fluid Dynamic (CFD) program support. On the analysis process use software with CFD basic, we get result from all propellers model that is different between streamline form, thrust value, and pressure value cause different value of RPM that given. From 4th model that have been compared, we get the optimum propeller that is B 8 series on 450 rpm with thrust value 16028 N, average value pressure 11908,87 Pa, and turbulance flow with average value velocity stream 16,68 m/s. Keyword : submarine, propeller, hub propeller, CFD 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kapal selam merupakan kapal yang mampu beroperasi dibawah air dengan mandiri[1]. Kriteria khusus yang harus dimiliki oleh sebuah kapal selam yaitu kemampuan bermanuver dibawah air, kemampuan untuk memata-matai dan Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 352

menyerang dari dasar laut tanpa bisa terdeteksi terlebih dahulu [2]. Sebuah kapal selam didesain untuk tidak lambat dalam pergerakannya dibawah air, namun juga harus bergerak senyap dibawah air tanpa terdeteksi. Untuk dapat bergerak senyap dibawah air, kebutuhan yang paling penting bagi baling-baling kapal selam yaitu rendahnya kebisingan yang ditimbulkan oleh baling-baling tersebut[3]. Jumlah daun baling-baling akan mempengaruhi fluktuasi thrust menyebabkan adanya thrustnoise. Sudut skew sendiri mempengaruhi fluktuasi torsi dan thrust yang meningkatkan terjadinya kavitasi pada propeller. Untuk diameter pada kapal selam ada sedikit pembatasan diameter jika dibandingkan pada kapal permukaan yang normal dan meningkatkan diameter berarti penurunan spesifik gaya dorong baling-baling dan kecepatan aliran rata-rata yang lebih tinggi [3]. 1.2 Rumusan Masalah Dengan memperhatikan pokok permasalahan yang terdapat pada latar bealakang, maka dapat diambil beberapa rumusan masalah sebagai berikut. 1. Berapakah besar gaya dorong (thrust), tekanan (pressure) yang dihasilkan pada daun baling-baling dan bentuk aliran turbulen dari masing-masing desain propeller kapal selam dengan variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B- Series? 2. Bagaimana hasil perbandingan thrust, pressure, dan aliran turbulensi dari variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B-Series? 3. Model propeller kapal selam manakah yang optimum digunakan dari model propeller dengan variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B-Series?? 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah digunakan sebagai arahan serta acuan dalam penulisan tugas akhir sehingga sesuai dengan permasalahan serta tujuan yang diharapkan. Adapun batasan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah: 1. Propeller yang digunakan adalah: Diameter : 1.00 [m] Skew Angle : 29.7 Pitch : 1.09 Blade Rasio : 0.59 No. Of Blade : 8 Type : B-Series 2. Data propeller diambil dari spek propeller yang terdapat di dalam jurnal mendekati kesamaan dimensi dari propeller tersebut. 3. Variasi sudut kemiringan hub propeller adalah 0, 5, 10, 15 4. Hanya membandingkan desain yang ada. 5. Asumsi aliran di depan propeller adalah steady-uniform 6. Analisa pada keadaan open water. 7. Thruster dianalisa pada kondisi keadaan statis sesuai dengan putaran yang diinginkan. 8. Hanya menganalisa distribusi aliran fluida dibelakang thruster. 9. Mengabaikan faktor maupun kondisi aliran air (fluida) dari badan propeller. 10. Tidak memperhitungkan analisa biaya. 11. Menggunakan software analisa CFD yaitu Ansys CFX. 12. Menggunakan metode Finite Volume Methode 13. Boss Cap berbentuk setengah lingkaran. 1.4 Tujuan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui gaya dorong yang dihasilkan, tekanan yang dihasilkan dan juga bentuk aliran turbulen dari masingmasing desain propeller kapal selam dengan variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B-Series. 2. Mendapatkan hasil perbandingan thrust, pressure, dan aliran turbulensi dari variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B-Series. Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 353

3. Mendapatkan model propeller kapal selam yang optimum digunakan dari model propeller dengan variasi sudut kemiringan hub propeller tipe B - 8 Series. 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Propulsor Propulsor adalah alat yang dapat digunakan untuk memindahkan atau menggerakan kapal dari suatu tempat ke tempat lainnya. Alat gerak kapal ini kemudian dibedakan menjadi dua, yaitu alat gerak mekanik dan non-mekanik[4]. 2.2 Propeller Kapal Selam Dalam perkembangan dan mendesain propeller kapal selam ada beberapa perbedaan dari propeller untuk kapal yang berada diatas permukaan air. Kebutuhan yang paling penting untuk propeller kapal selam adalah rendahnya tingkat kebisingan yang ditimbulkan. Oleh karena itu, ditakutkan adanya kavitasi yang menimbulkan kebisingan. Kebisingan disini diakibatkan oleh gelembung-gelembung air yang mendidih. Parameter yang biasanya dapat bervariasi selama proses desain adalah diameter, jumlah blade, sudut rake, distribusi sirkulasi (pitch dan chamber) dan geometri trailing edge. Untuk kapal selam biasanya ada sedikit pembatasan diameter daripada kapal permukaan yang normal dan ketika meningkatkan diameter berarti penurunan spesifik gaya dorong propeller dan kecepatan aliran rata-rata yang lebih tinggi [3]. Beberapa hal yang dibutuhkan oleh oleh system propulsi dan juga propeller, yaitu [2]: Manuver tinggi muncul dan khususmya dalam kondisi menyelam. Peningkatan perlindungan dengan mengurangi emisi kebisingan dan dalam melawan hambatan. Baling-baling bebas dari kavitasi dengan memadai margin. Propeller dengan efisiensi tinggi. 2.3 Karakteristik Baling-baling Kapal Setiap tipe dari masing-masing balingbaling kapal memiliki karakteristik kurva kinerja yang berbeda-beda. Sehingga kajian terhadap karakteristik baling-baling kapal tidak dapat di-generalisasi untuk keseluruhan bentuk atau tipe dari balingbaling. Persamaan sebagai berikut [5]: Va J nxd Dimana: KT = Koefisien gaya dorong baling- Baling KQ = Koefisien torsi baling-baling J = Koefisien advanced baling- baling Va = kecepatan advanced D = diameter propeller n = putaran propeller T = thrust propeller Q = torque propeller ρ = massa jenis fluida (fluid density) 2.4 Computational Fluid Dynamics Computational Fluid Dynamics (CFD) merupakan salah satu cabang dari mekanika fluida yang menggunakan metode numerik dan algoritma untuk menyelesaikan dan menganalisa permasalahan yang berhubungan dengan aliran fluida. Tujuan CFD untuk memprediksi secara akurat tentang aliran fluida, perpindahan panas dan reaksi kimia yang melibatkan satu atau semua fenomena diatas[6]. Computational Fluid Dynamics terdiri dari tiga elemen utama yaitu: a. Pre Processor b. Solver Manager c. Post Processor 2.5 Teori Baling Baling Dalam teori baling-baling dijelaskan bahwa pada awalnya teori baling-baling Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 354

dijelaskan dengan cara yang sangat sederhana, yaitu berdasarkan prinsip kerja mur dan baut (screw & nut)[3]. 2.5.1. Teori Momentun Baling Baling Gaya dorong yang dihasilkan oleh bekerjanya baling-baling adalah disebabkan oleh adanya perbedaan momentum yang terjadi pada waktu daun baling-baling bergerak difluida [5]. Adanya arus air karena berputarnya baling-baling di air akan timbul gaya reaksi yang dihasilkan oleh daun baling-baling. Gaya tersebut merupakan gaya dorong atau thrust. 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir MULAI 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pembuatan Model Data ukuran utama propeller diolah menggunakan software pemodelan propeller yang merupakan software pengolah koordinat baling baling. Gambar 2. Software Pemodelan Propeller Selanjutnya dilakukan pembuatan 3D model untuk diolah menjadi benda solid sebelum dimasukkan ketahap analisa, pemodelan 3D tersebut menggunakan software pemodelan 3d. Data Primer Data Propeller untuk dibuat pemodelan Studi literatur dan pengumpulan data Data Sekunder Jurnal Buku-buku Artikel Internet Diskusi Pembuatan Model Propeller Validasi Model Propeller Dengan Metode CFD Model Propeller B-8 Series dengan: 1. Besar Sudut Kemiringan Hub 0,15,10,dan 15 Analisa Data dan Simulasi Didapatkan Model Propeller Dengan Kemiringan Hub Yang Terbaik Gambar 3. Software Pemodelan 3D Tahap selanjutnya yaitu geometry dimana model dilakukan pengecekan apakah model sudah solid. Lalu dilakukan pembentuk boundary pada bidang sumbu x y z dan pendefinisian setiap bagian boundary seperti pengaturan inlet, outlet, dan wall. Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 1. Diagram Alir Penelitian Gambar 4. Tahap Geometry Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 355

Selanjutnya tahap meshing untuk menentukan ukuran tiap elemen dan mengatur kedetailan melalui ukuran elemen yang kita gunakan. Gambar 5. Tahap Mesh Selanjutnya kita mengatur setiap kriteria yang kita gunakan dengan mengatur Set-up. Set-up yang digunakan merupakan kriteria yang telah di validasi dahulu sebelumnya sehingga mendapatkan hasil yang memiliki error tidak jauh dari hasil penelitian yang telah dilakukan. Berikut Domain Physics yang digunakan. Tabel 1. Domain Default Domain - Default Domain Type Fluid Location B342 Materials Water Fluid Definition Material Library Morphology Continuous Fluid Settings Buoyancy Model Non Buoyant Domain Motion Rotating Angular Velocity [rev min^-1] Axis Definition Coordinate Axis Rotation Axis Coord 0.1 Reference Pressure 1.0000e+00 [atm] Heat Transfer Model Isothermal Fluid Temperature 2.5000e+01 [C] Turbulence Model k epsilon Turbulent Wall Functions Scalable Berikut merupakan gambar dari pengaturan set-up pada boundary yang telah dibuat pada tahap sebelumnya. Gambar 6. Boundary Set-up Tahap solution yaitu tahap dimana boundary yang telah diberi kriteria dilakukan iterasi hingga didapatkan hasil yang convergence. Gambar 7. Convergence model Tahap akhir yaitu tahap post dimana kita mendapatkan hasil yang dapat disimulasikan baik 3D ataupun 2D. Gambar 8. Result model 4.2 Validasi Model Validasi digunakan untuk menentukan boundary condition yang tepat untuk menganalisa 4 model propeller. Acuan model untuk divalidasi diambil dari pengujian propeller kapal selam, yaitu propeller yang digunakan tipe B-8 series Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 356

sudut kemiringan hub 0,berikut data propeller untuk di validasi : Diameter propeller : 1,00 m Jumlah blade : 8 Pitch/diameter : 1,09 Skew, Degree : 29,7 Pada penelitian tersebut diambil rpm yang mendekati rpm yang digunakan pada jurnal. Pada hasil perhitungan dengan CFD pada software berbasis CFD adalah sebagai berikut : Tabel 2. Perbandingan Hasil uji coba dengan simulasi CFD Kecepatan Rotasi (rpm) Hasil uji coba Coeffisien Thrust (K T ) Hasil simulasi CFD (K T ) Error 450 0,098 0,092 6,1 % dengan sudut lainnya seperti yang telah terdapat pada (tabel 4) berikut: Tabel 4. Tabel Presentase Perbandingan Thrust Sudut 0 dengan Sudut Lain. Thrust 450 RPM Thrust 500 RPM 0 0 & 5 0 & 10 0 & 15 0 0.79-16.06-21.99 0 0.32-20.37-36.65 Kecepatan Rotasi (rpm) Hasil uji coba Coeffisien Torque(K Q ) Hasil simulasi CFD (K Q ) Error 450 0,0143 0,0147 2,8 % 4.3 Pembahasan 4.3.1 Pembahasan Perbandingan Thrust pada 450 dan 500 Rpm Dari hasil analisa thrust tertinggi pada 450 rpm yaitu propeller B-8 Series dengan kemiringan hub propeller 5 dengan nilai 19246,8 N, sedangkan pada 500 rpm yaitu dengan sudut kemiringan hub propeller 5 dengan nilai 22150,2 N Seperti yang telah terdapat pada (tabel 3) berikut : Tabel 3. Tabel Thrust Propeller Thrust (N) 450 RPM Thrust (N) 500 RPM Sudut 0 Sudut 5 19095, 4 22078, 9 19246, 8 22150, 2 Sudut 10 Sudut 15 16028 14896,9 17581,3 13986,9 Dari hasil analisa thrust dilakukan perbandingan nilai thrust antara sudut 0 Gambar 9. Grafik Presentase Perbandingan Thrust 4.3.2 Pembahasan Perbandingan Torque pada 450 dan 500 Rpm Dari hasil analisa torque terkecil pada 450 rpm yaitu propeller B-8 Series dengan kemiringan hub propeller 15 dengan nilai 2302,36 N.m, sedangkan pada 500 rpm yaitu dengan kemiringan hub propeller 15 dengan nilai 2263,72 N.m Seperti yang telah terdapat pada (tabel 5) berikut :: Tabel 5. Tabel Torque Propeller Pada 450 RPM Torque (N.m) 450 RPM Torque (N.m) 450 RPM Sudut 0 Sudut 5 Sudut 10 Sudut 15 3064,7 3072,71 2482,98 2302,36 3553,62 3499,59 2751,59 2263,72 Dari hasil analisa torque dilakukan perbandingan nilai torque antara sudut Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 357

0 dengan sudut lainnya seperti yang telah terdapat pada (tabel 6) berikut : Tabel 6. Tabel Presentase Perbandingan Torque Sudut 0 dengan Sudut Lain Torque 450 RPM Torque 500 RPM 0 0 & 5 0 & 10 0 & 15 0 0.26-18.98-24.87 0-1.52-22.57-36.30 senilai 9717,12 Pa, Seperti yang telah terdapat pada (tabel 7) berikut : Tabel 7. Tabel Pressure Pada 450 RPM 0 5 10 15 Coor 1 19839,3 18868,9 17753.5 14304.2 Coor 2 18946,8 17931,3 17222.5 15052.5 Coor 3 13217,8 13210,2 13307.8 11246.3 Coor 4 1273,38 1266,6 1387.19 2307.77 Coor 5 3413,4 3209,67 4891.66 5301.31 Coor 6 8777,35 11491,4 9374.49 13950.4 Coor 7 4964,56 5971,21 8985.78 12772.1 Coor 8 13349 16148 24602.6 21714.9 Coor 9 8248,47 11325,4 12668.5 15694.7 Coor 10 9756,77 6364,27 11200.2 5880.95 Coor 11 20162,7 10204,9 16649.7 19274.9 Coor 12 1205,82 613,56 4862.55 4463.45 Total 123155,3 116605,4 142906.4 141981,4 Rata- Rata 10262,9 9717,1 11908.8 11831,7 Gambar 10. Grafik Presentase Perbandingan Torque 4.3.3 Pembahasan Perbandingan Pressure pada 450 dan 500 Rpm Berikut adalah koordinat dari setiap titik dan garis yang digunakan untuk menentukan pressure pada analisa. Gambar 12. Grafik Pressure pada 450 rpm Pada simulasi conture didapatkan propeller B-8 dengan sudut kemiringan hub propeller 5 memiliki nilai pressure yang rendah. Gambar 11. Koordinat Pressure Dari hasil analisa pada 450 rpm propeller B-8 dengan kemiringan hub propeller 5 memiliki pressure terendah Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 358

Pada simulasi conture didapatkan propeller B-8 dengan sudut kemiringan hub propeller 5 memiliki warna dengan nilai pressure yang rendah. Gambar 13. Pressure Contour pada back side 450 RPM setiap sudut Hub (a) 0, (b) 5, (c) 10, (d) 15 Dari hasil analisa pada 500 rpm propeller B-8 dengan kemiringan hub propeller 5 memiliki pressure terendah senilai 10034,62 Pa, Seperti yang telah terdapat pada (tabel 8) berikut: Tabel 8. Tabel Pressure pada 500 RPM 0 5 10 15 Coor 1 24378,2 23484,5 21994,5 20264,1 Coor 2 23011,5 22467,1 23207,3 24404,2 Coor3 16811 14922,1 17169,3 19210,1 Coor 4 375,92 1622,74 2335,58 7427,2 Coor 5 1543,95 5199,02 3891,61 2466,98 Coor 6 5616,03 1060,7 7333,61 10066,2 Coor 7 5697,23 3212,31 8699,06 26227,2 Coor 8 6827,72 3673,98 13621,6 6131,74 Coor 9 3819,94 4691,29 11175,9 26245,8 Coor 10 11084,9 10356 2527,97 19627,4 Coor11 21283,5 26395,7 21304,9 21023,6 Coor 12 6098,77 3329,94 42375,6 23677,4 Total 126548,66 120415,38 175636,93 2006771,92 Rata- Rata 10545,72 10034,62 14636,41 17230,99 Gambar 15. Pressure Contour pada back side 500 RPM setiap sudut Hub (a) 0, (b) 5, (c) 10, (d) 15 4.3.4 Pembahasan Perbandingan Simulasi Turbulensi pada 450 dan 500 Rpm. Berikut adalah koordinat untuk menentukan kecepatan rata - rata pada analisa: Gambar 16. Koordinat Velocity Setelah dibandingkan pada putaran 450 rpm didapatkan bentuk aliran paling baik pada propeller B-8 series dengan sudut kemiringan hub 10 dengan nilai kecepatan rata-rata 16,68 m/s, berikut simulasi aliran propeller : Gambar 14. Grafik Pressure pada 500 rpm Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 359

Gambar 17. Aliran pada 450 rpm sudut Hub 0 Gambar 21. Aliran pada 500 rpm sudut Hub 0 Gambar 18. Aliran pada 450 rpm sudut Hub 5 Gambar 22. Aliran pada 500 rpm sudut Hub 5 Gambar 19 Aliran pada 450 rpm sudut Hub 10 Gambar 23. Aliran pada 500 rpm sudut Hub 10 Gambar 20. Aliran pada 450 rpm sudut Hub 15 Lalu dilakukan pengujian lagi pada putaran 500 rpm namun tetap didapatkan aliran terbaik pada propeller B-8 series dengan sudut kemiringan hub 5 dengan nilai kecepatan rata-rata 17,39 m/s, berikut simulasi aliran propeller Gambar 24. Aliran pada 500 rpm sudut Hub 15 Dari penyajian gambar, grafik dan tabel di atas, menunjukan perbandingan sifat propeller yang didapatkan pada tabel berikut: Tabel 9. Hasil Nilai Propeller Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 360

dengan kecepatan rata - rata 16,68 m/s dengan bentuk aliran terbaik. 5. Penutup 5.1 Kesimpulan Berdasarkan percobaan dan simulasi yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Setelah dilakukan analisa model propeller B-8 Series dengan variasi sudut kemiringan hub propeller dengan Rpm model yaitu 450 Rpm didapatkan hasil sebagai berikut, pada sudut kemiringan Hub 0 memiliki thrust sebesar 19095,4 N, rata-rata tekanan pada propeller 10262,95 Pa dengan kecepatan rata - rata 15,26 m/s. Untuk sudut kemiringan Hub 5 memiliki thrust sebesar 19246,8 N, rata-rata tekanan pada propeller 9717,12 Pa dengan kecepatan rata - rata 16,65 m/s. Untuk sudut kemiringan Hub 10 thrust sebesar 16028 N, rata-rata tekanan pada propeller 11908,87 Pa dengan kecepatan rata - rata 16,68 m/s. Untuk sudut kemiringan Hub 15 memiliki thrust sebesar 14896,9 N, rata-rata tekanan pada propeller 11831,79 Pa dengan kecepatan rata - rata 16,88 m/s. 2. Perbandingan dari setiap sudut kemiringan hub propeller pada 450 RPM yaitu, thrust terbesar pada 450 RPM senilai 19246,8 N dengan kemiringan hub propeller 5. Pressure terkecil senilai 9717,12 Pa dengan kemiringan hub propeller 5. Bentuk aliran turbulensi terbaik yaitu 16,68 m/s dengan kemiringan hub propeller 10. 3. Propeller yang optimum digunakan pada kapal selam Midget Type 150 m yaitu yaitu Propeller B 8 series dengan sudut kemiringan hub propeller 10 dengan nilai thrust sebesar 16028 N, rata-rata tekanan 11908,87 Pa, dan aliran turbulen 6. Daftar Pustaka [1] Clarendon Press, Oxford, The New Shorter Oxford English Dictionary, English,1993, Vol. 2 N-Z [2] Prof Joulbert, P.N, 2004, Some Aspect of Submarine Design Part 1 Hydrodynamics, Australian Goverment: Australian [3] Poul Anderson, Jens J.Kappel, Eugen Spangenberg, 2009, Aspects of Propeller Developments for a Submarine, Department [4] Harvald, Sv, Aa. 1992. Tahanan dan Propulsi Kapal. Surabaya : Airlangga University Press [5] Carlton, J.2007. Marine Propellers and Propulsion, 2 nd Edition. Butterworth- Heinemann [6] Huda,Nurul, 2013, Analisa pengaruh Energy Saving Device pada Propeller dengan Metode CFD, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Perkapalan, UNDIP: Semarang Jurnal Teknik Perkapalan - Vol. 4, No. 2 April 2016 361