BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Analisa Aliran Fluida Akibat Kerusakan 3 Blade Pada Induced Draft Fan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja kendaraan. truk dengan penambahan pada bagian atap kabin truk berupa

IRVAN DARMAWAN X

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

ANALISA PENGARUH PELETAKAN OVERLAPPING PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD

BAB I PENDAHULUAN. bagian yang kecil sampai bagian yang besar sebelum semua. bagian tersebut dirangkai menjadi sebuah pesawat.

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

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

BAB I PENDAHULUAN. Pada dasarnya semua fenomena aerodinamis yang terjadi pada. kendaraan mobil disebabkan adanya gerakan relative dari udara

Deskripsi BALING-BALING KAPAL BERSIRIP

Deskripsi BALING-BALING KAPAL BERSIRIP

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2014

BAB I PENDAHULUAN. mobil dan alat transportasi lainnya disebabkan adanya gerakan. relatif dari udara disepanjang bentuk body kendaraan.

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB IV PROSES SIMULASI

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

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

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

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. Dalam perkembanggan dalam kedirgantaraan banyak. kasus yang menyebabkan pesawat terbang tidak efisien

P3 SKRIPSI (ME ) ERICK FEBRIYANTO

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

TUGAS AKHIR. Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

ANALISA PENGARUH SUDUT KEMIRINGAN HUB PROPELLER TIPE B-SERIES

INVESTIGASI GEOMETRI DAN PERFORMA HIDRODINAMIS PROPELER PRODUKSI UKM PADA KONDISI OPEN WATER

ANALISA NILAI THRUST DAN TORQUE

UNIVERSITAS DIPONEGORO PENGARUH BILANGAN REYNOLD TERHADAP KECEPATAN SUDUT TURBIN GORLOV HYDROFOIL NACA SUDUT KEMIRINGAN 45 TUGAS AKHIR

STUDI AERODINAMIKA PROFIL BOEING COMMERCIAL ENERGY EFFICIENT DENGAN KOMPUTASI BERBASIS FINITE ELEMENT

Studi Gaya Drag dan Lift pada Blade Profile NACA 0018 Turbin Arus Laut Sumbu Vertikal

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

M.Mustaghfirin Ir. Wisnu W, SE, M.Sc, Ph.D Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT

UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

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

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

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

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG


ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN DENGAN VARIASI SUDUT DIFFUSER DAN SUDUT BOAT TAIL MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

ANALISIS FAKTOR KONSENTRASI TEGANGAN PELAT BERLUBANG PADA KONDISI BEBAN TARIK DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

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

BAB I PENDAHULUAN. mengakibatkan pemanasan global yang berdampak pada alam seperti

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

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

SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA KOMPRESOR DALAM INSTALASI TURBIN GAS DENGAN DAYA 141,9MW MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.3.

ANALISA PENGARUH SKEW ANGLE TERHADAP PERFORMA PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD ABSTRACT

Adanya Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang bisa diaplikasikan di daerah pemukiman tersebut tanpa melalui taman nasional

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

Analisis Desain Layar 3D Menggunakan Pengujian Pada Wind Tunnel

Bab IV Analisis dan Pengujian

ANALISA PERBANDINGAN PROPELLER

BAB III DESAIN CIRCULAR HOVERCRAFT PROTO X-1 DAN PROSES OPTIMASI DESAIN

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

Studi Gaya Drag dan Lift pada Blade Profile NACA 0018 Turbin Arus Laut Sumbu Vertikal

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PERBANDINGAN ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN GENERIK BERBAGAI MODEL DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

II. TINJAUAN PUSTAKA. A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

BAB I PENDAHULUAN. pikiran terlintas mengenai ilmu mekanika fluida, dimana disitu terdapat

Available online at Website

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

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

BAB I PENDAHULUAN. aerodinamika pesawat terbang adalah mengenai airfoil sayap. pesawat. Fenomena pada airfoil yaitu adanya gerakan fluida yang

STUDI NUMERIK PENGARUH GEOMETRI DAN DESAIN DIFFUSER UNTUK PENINGKATAN KINERJA DAWT (DIFFUSER AUGMENTED WIND TURBINE)

ANALISA DESAIN STRUKTUR DAN KESTABILAN SUSPENSI PASSIVE PADA SMART PERSONAL VEHICLE 2 RODA

ANALISIS PERPINDAHAN KALOR YANG TERJADI PADA RECTANGULAR DUCT DENGAN ANSYS 11 SP1 DAN PERHITUNGAN METODE NUMERIK

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Konsep Dasar Rotating Disk

Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius

ANALISIS LAPISAN BATAS ALIRAN DALAM NOSEL STUDI KASUS: NOSEL RX 122

The Analysis of Velocity Flow Effect on Drag Force by Using Computational Fluid Dynamics

Bab III Aliran Putar

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 III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. halaman belakang untuk memenuhi berbagai kenyamanan bagi para. penghuninya, terutama kenyamanan thermal. Keberadaan space halaman

SIMULASI CFD ALIRAN ANNULAR

Analisa Sudut Serang Hidrofoil Terhadap Gaya Angkat Kapal Trimaran Hidrofoil Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics (Cfd)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH STUDI WINGLET NACA 2409 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

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

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

ANALISA ALIRAN DAN TEKANAN PADA BULBOUS BOW DENGAN DIMPLE (CEKUNGAN) MENGGUNAKAN PENDEKATAN CFD

BAB I PENDAHULUAN. Analisa efek secondary..., Paian Oppu Torryselly, FT UI, 2008

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

BAB I PENDAHULUAN. alas pada kapal, body pada mobil, atau kendaraan semacamnya, merupakan contoh dari beberapa struktur pelat. Pelat-pelat tersebut

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

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Studi Simulasi dan Eksperimental Pengaruh Pemasangan Plat Bersudut Pada Punggung Sudu Terhadap Unjuk Kerja Kincir Angin Savonius

Analisa Pengaruh Perubahan Pitch Dan Chord Terhadap Efisiensi Gorlov Turbine Dengan Menggunakan CFD

Desain Turbin Angin Sumbu Horizontal

Transkripsi:

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia. Wilayah laut Indonesia mencapai 70% dari luas total wilayah Indonesia. Hal ini menjadi tugas besar bagi TNI angkatan laut dalam menjaga pertahanan dan keamanan nasional. Dibutuhkan sebuah kendaraan alutsista untuk mendukung stabilitas pertahanan dan keamanan nasional. Pada tahun 2015 kapal perang Indonesia mencapai 465 unit (id.wikipedia.org, 2015) dengan berbagai jenis. Sayangnya dari 465 unit ini belum ada alutsista pendukung penyergapan yang mampu melakukan mobilitas tinggi tanpa diketahui musuh. Oleh karena itu dukungan teknologi underwater vehicle akan sangat membantu TNI AL dalam menjaga stabilitas pertahanan dan keamanan nasional. Underwater vehicle atau disebut juga kendaraan bawah air merupakan kendaraan yang saat ini menjadi topik yang sangat menarik di Indonesia. Underwater vehicle merupakan teknologi terbaru dari pengembangan robot yang mampu berjalan di dalam air dengan atau tanpa awak. Keberadaan kendaraan ini telah banyak dikenal di dunia militer internasional dan sudah banyak digunakan sebagai alutsista pendukung militer. Di Indonesia underwater vehicle belum digunakan secara maksimal untuk keperluan militer TNI AL. Underwater vehicle dengan kemampuan penyergapan dan penyerangan yang memiliki mobilitas tinggi tanpa diketahui musuh menjadi tujuan riset selanjutnya. Pengembangan dan riset underwater vehicle untuk keperluan militer secara menyeluruh dilakukan oleh Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Selama dua tahun terakhir Program Studi Teknik Mesin UGM mengembangkan dua tipe underwater vehicle. Pertama underwater vehicle dengan awak yang mampu bergerak lurus dengan kecepatan yang sangat tinggi 1

2 untuk unit penyerangan militer. Kedua merupakan underwater vehicle dengan awak yang memiliki mobilitas tinggi sebagai unit pengintaian militer. Untuk mendukung kedua underwater vehicle tersebut dibutuhkan sistem penggerak yang optimal dari sisi gaya dorong (thrust) dan turbulensi. Gaya dorong merupakan parameter besar kecepatan yang bisa dimiliki underwater vehicle. Gaya dorong yang tinggi diperlukan agar kendaraan memiliki kecepatan yang tinggi dan mampu berakselerasi dalam berbagai keadaan, sedangkan turbulensi yang kecil mengakibatkan hambatan kendaraan menjadi kecil sekaligus parameter dalam menentukan polusi suara air. Menjaga polusi suara air tetap kecil sangat penting agar pergerakan militer tidak diketahui musuh. Gaya dorong dan turbulensi didapat dari gerakan rotasi propeler yaitu alat gerak mekanik yang berbentuk baling baling. Propeler merupakan profil hydrofoil dengan variasi thickness dan chord length di setiap jari jari. Propeler memindahkan tenaga dari gerak rotasi menjadi gaya dorong untuk menggerakkan badan underwater vehicle dengan perantara massa fluida dan bilah bilah propeler (Afif, 2013). Untuk mendapatkan gaya dorong digunakan rumusan dalam menentukan besar lift force (FL) hydrofoil. Lift force adalah besaran vektor searah aliran fluida yang kemudian didapat dari resultan penjumlahan tekanan dan tegangan geser terhadap luas permukaan hydrofoil (Cengel, 2014). Luas permukaan hydrofoil ditentukan oleh besarnya sudut rake dan tebal sehingga memungkinkan untuk mempengaruhi besar gaya dorong underwater vehicle, sedangkan jumlah bilah dan besarnya kecepatan putar propeler sangat mempengaruhi terhadap kondisi turbulensi fluida di sekitar propeler. Kebutuhan riset propeler untuk mendukung optimalisasi gaya dorong dan turbulensi pada underwater vehicle akan membantu TNI AL dalam menjaga stabilitas pertahanan dan keamanan nasional. Ada dua pendekatan dasar riset untuk merancang dan analisis rekayasa sistem yang melibatkan aliran eksternal fluida pada propeler, yaitu eksperimen dan komputasi. Eksperimen dimaksudkan untuk mendapatkan nilai aktual dengan cara melakukan observasi atau penelitian langsung dengan alat nyata, sedangkan komputasi memberikan kesempatan untuk melakukan simulasi dan analisis dalam bentuk perhitungan komputer pada sebuah

3 model tiga dimensi. Komputasi untuk menganalisis aliran fluida disebut Computational Fluid Dynamics (CFD). Computational Fluid Dynamics (CFD) propeler akan mempermudah riset dalam mencari desain propeler yang optimal dengan pengeluaran yang kecil dibandingkan eksperimen. Hasil simulasi CFD akan menampilkan profil aliran, kecepatan dan tekanan fluida serta profil tekanan dan tegangan geser pada bilah propeler. Profil profil ini yang kemudian menjadi dasar perhitungan untuk mendapatkan gaya dorong dan turbulensi. Oleh karena itu dengan penelitian yang berjudul Optimalisasi Desain Hasil Analisis Pengaruh Variasi Sudut Rake, Tebal, Jumlah Bilah dan Putaran Propeler Terhadap Thrust dan Turbulensi Menggunakan Aplikasi Computational Fluid Dynamics ini, penulis berharap dapat dihasilkan desain propeler yang paling optimal dari segi gaya dorong dan turbulensi sehingga mampu mendukung pengembangan riset underwater vehicle di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada khususnya. Dan ikut serta dalam pengembangan alutsista TNI AL dalam menjaga stabilitas pertahanan dan keamanan nasional. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh sudut rake, tebal, jumlah bilah, dan putaran propeler terhadap gaya dorong (thrust) dan turbulensi? 2. Bagaimana proporsi sudut rake, tebal, jumlah bilah dan putaran untuk mendapatkan desain propeler yang optimum? 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian Optimalisasi Desain Hasil Analisis Pengaruh Variasi Sudut Rake, Tebal, Jumlah Bilah dan Putaran Propeler Terhadap

4 Thrust dan Turbulensi Menggunakan Aplikasi Computational Fluid Dynamics adalah sebagai berikut : 1. Referensi desain propeler standar menggunakan Wageningen B-Series pitch konstan dengan rotating hub dan rasio pitch 0,5. 2. Diameter propeler dan hub yang digunakan berturut turut adalah 200 mm dan 75 mm 3. Analisis dan simulasi mengabaikan hambatan akibat badan underwater vehicle dan motor penggerak 4. Analisis dan simulasi berada pada kondisi open water dengan kecepatan konstan underwater vehicle 4 m/s 5. Untuk keperluan desain model propeler tiga dimensi digunakan aplikasi Solidwork 2013 6. Untuk keperluan analisis dan simulasi aplikasi CFD yang digunakan adalah ANSYS 16 CFX 7. Analisis biaya dan kekuatan material tidak diperhitungkan 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh dari sudut rake, tebal, jumlah bilah, dan putaran propeler terhadap gaya dorong (thrust) dan turbulensi yang terjadi di sekitar propeler 2. Mendapatkan desain propeler dengan proporsi sudut rake, tebal, jumlah bilah dan putaran propeler yang menghasilkan gaya dorong dan turbulensi paling optimal. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah Memberikan referensi dan dasar pertimbangan desain propeler yang paling optimum untuk diterapkan pada sistem penggerak underwater vehicle Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik

5 Universitas Gadjah Mada yang kemudian menjadi dasar dalam pemilihan material propeler. 1.6 Sistematika Penulisan Tahapan tahapan penulisan yang dilakukan dalam penulisan penelitian ini dibahas dalam beberapa bab dengan sistematika sebagai berikut : BAB I Berisikan tentang pendahuluan yang mencakup latar belakang, tujuan, manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II Berisikan tinjauan pustaka berupa hasil penelitian terdahulu tentang Analisis CFD aliran fluida yang melewati propeler. BAB III Berisikan teori teori dasar tentang geometri hydrofoil propeler, aliran fluida dinamis, Gaya lift dan draf pada propeler dan persamaan persamaan yang digunakan pada CFD BAB IV Berisikan metode penelitian dalam melakukan Analisis dan simulasi CFD serta tahapan pengambilan data aliran fluida yang melewati propeler. BAB V Berisikan pembahasan hasil simulasi CFD dengan melihat perubahan nilai thrust dan turbulensi akibat variasi sudut rake, tebal hydrofoil, jumlah bilah dan putaran propeler. BAB VI Berisikan penutup yang terdiri dari kesimpulan dan saran.