Upload
ngohanh
View
241
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap
Tahanan dan Stabilitas Kapal Wishnu Willy Permata
),Agoes Santoso
2),Suryo W. Adjie
2),
1) Mahasiswa : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,FTK – ITS
2) Staf Pengajar : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK – ITS
ABSTRAK
Parameter utama yang sangat menentukan
terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem
propulsi kapal, didalam sistem propulsi terdapat 3 hal
yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine
, (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal
(propeller) . Sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah
suatu hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada
putaran dan kondisi tertentu, selain dengan mengganti
mesin induk kapal untuk peningkatan gaya dorong
tersebut dibutuhkan terobosan-terobosan baru dan salah
satunya dengan penambahan fins pada bottom kapal ini
namun fins tersebut termasuk tahanan anggota badan
(Appendages Resistance). Tujuan dari tugas akhir ini
adalah mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan
Fins under ship terhadap tahanan dan stabilitas kapal
yang dihasilkan sebelum dan sesudah penambahan fins
dengan metode pendekatan maxsurf. Analisa yang
dilakukan yaitu melihat efek penambahan fins dalam
berbagai variasi speed pada kapal. Setelah analisa
berakhir kita membandingkan hasil analisa dalam grafik.
Hasil dari analisa tersebut adalah tahanan yang
menggunakan fins lebih besar karena penambahan
displacement pada kapal akibat penambahan fins.
Kata Kunci : Appendages Resistance , fins , Maxsurf
PENDAHULUAN
Salah satu factor keberhasilan dalam merancang
sebuah kapal adalah tercapainya kecepatan servis pada
kapal (Vs) sesuai dengan rencana dibangunnya kapal
tersebut. Dan parameter utama yang sangat menentukan
terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem
propulsi kapal, didalam sistem propullsi terdapat 3 hal
yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine
, (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal
(propeller) .
Untuk alat gerak kapal (propeller) dalam
mendukung sistem propulsi kapal sangatlah kopleks
karena sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah suatu
hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada putaran
dan kondisi tertentu, dan peningkatan gaya dorong
tersebut dapat ditingkatkan dengan mengganti mesin
induk kapal. Diketahui pula investasi mesin induk
merupakan 30% dari keseluruhan investasi dalam
merancang sebuah kapal dan saat operasional umumnya
cost terbesar terdapat pada konsumsi bahan bakar, hal
tersebut bisa terjadi dikarenakan dari nilai tahanan yang
harus diatasi oleh kapal .
Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship
(sirip) ini sangatlah penting untuk dilakukan karena
pada dasarnya dewasa ini masih banyak dibutuhkan
terobosan-terobosan yang berguna untuk penghematan
operasional cost. Dengan menggunakan fins sebagai
pengarah dan untuk meningkatkan keselarasan olah
gerak alirah fluida yang melintasi pada bagian bawah
badan kapal menuju propeller.
Tugas akhir ini akan menganalisa tahanan yang
sudah ada dan tahanan yang dihasilkan karena
penambahan fins tersebut dengan perbadingan bentuk
dari fins tersebut yang paling effisien karena mengingat
bahwa fins ini termasuk kategori tahanan anggota badan
kapal( Appendages Resistance)
Diharapkan dari hasil analisa dapat diketahui sejauh
mana dengan adanya fins tesebut mampu memperkecil
tahanan.
TINJAUAN PUSTAKA
Fns atau sirip lunas atau disebut juga sebagai
Bilge keel berfungsi untuk meningkatkan friksi
melintang kapal sehingga lebih sulit untuk terbalik.
Biasanya digunakan pada kapal dengan bentuk lambung
V.
Skeg adalah salah satu bentuk modifikasi yang diberikan
pada bagian buritan kapal bertujuan untuk yang
bertujuan untuk menjaga stabilitas kapal saat melaju
pada kecepatan tinggi dan membantu fluida mengalir
lebih smooth melewati hull dan propeller. Dalam hal ini
bilge keel berada pada bilge kapal namun pada tugas
akhir ini akan mendesain fins tersebut untuk dibawah
lambung kapal atau bottom kapal dan akan dilanalisa
bagaimana fungsinya berdasarkan tahanan dan
stabilitasnya
Desain Lambung
Lambung kapal adalah badan dari sebuah kapal.
Lambung kapal menyediakan daya apung yang
mencegah kapal dari tenggelam. Rancang bangun
lambung kapal merupakan hal yang penting dalam
membuat kapal karena akan mempengaruhi stabilitas
kapal, rencana kecepatan kapal, konsumsi bahan bakar.
Tahanan
Beberapa komponen tahan kapal yang utama adalah:
Tahanan gesek (frictional resistance)
Tahanan tekanan (form resistance)
Tahanan gelombang (wave resistance)
Tahanan tambahan di gelombang (added resistance
in wave)
Tahanan Udara (air resistance)
Tahanan Total : Rt = Rf + Rr
Rr = Rw + Rp + Rair + Rapp
Stabilitas Kapal
Stabilitas kapal adalah kemampuan kapal untuk
menegak kembali sewaktu kapal pada saat diapungkan,
tidak miring kekiri atau kekanan, demikian pula pada
saat berlayar, disebabkan oleh adanya pengaruh luar
yang bekerja padanya pada saat kapal diolengkan oleh
ombak atau angin, kapal dapat tegak kembali.
Flow Chart Diagram Pengerjaan Skripsi
1. Identifikasi dan Perumusan Permasalahan
Merupakan hasil dari identifikasi terhadap
permasalahan yang diangkat dalam pengerjaan
skripsi . Dari hasil identifikasi masalah dapat
ditentukan langkah – langkah yang harus dilakukan
dalam pengerjaan skripsi beserta metode yang
diterapkan dalam menyelesaikan masalah yang ada.
2. Studi Literatur
Pada tahapan ini dilakukan studi literature terhadap
berbagai referensi terkait dengan topic penelitian.
Studi pustaka ini dimaksudkan untuk mencari
konsep dan metode yang tepat untuk menyelesaikan
masalah yang telah dirumuskan pada tahap sebelumnya dan untuk mewujudkan tujuan yang
dimaksudkan. Studi pustaka ini termasuk mencari
referensi atas teori – teori terkait atau hasil
penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya.
Studi literatur dapat diperoleh dari beberapa
sumber, seperti buku , jurnal , paper dan internet. 3. Pengumpulan Data
Selama penulisan tugas akhir ini, penulis
melakukan pengumpulan data untuk mengerjakan
skripsi. Data yang didapat utnuk menunjang
pengerjaan skripsi ini didapat baik dari internet
maupun pengambilan data secara langsung. Data
yang di ambil dari pengerjaan skripsi ini sebatas
pada data kapal yang akan digunakan untuk
mengaplikasikan fins tersebut.
4. Penggambaran Model
Pada tahap ini dilakukan penggambaran model
fins terhadap badan kapal pada bagian bottom kapal
dengan berbagai bentuk bottom kapal dan berbagai
bentuk fins, sebagai bahan perbandingan hasil
desain yang paling effisien dan menggunakan
bantuan software maxsurf..
FINS
Konstruksi E/RKonstruksi Ruang
Muat
Gambar 3.1 Bentuk Desain Lambung Tampak
Melintang Dengan Fins
Gambar 3.3 Bentuk Desain Lambung Tampak
Samping Dengan Fins.
FINS
5. Simulasi
Setelah dilakukan penggambaran model
tersebut, model disimulasikan,berikut simulasi yang
dilakuan :
a. Model disimulasikan pada software maxsurf
lalu (simulasi dikatakan berhasil) jika hasil
sudah memenuhi harapan atau hipotesa dari
tugas akhir ini.
b. Kemudian dilakukan pembuatan prototype
dari hasil penggambaran model tersebut,
yang akan digunakan untuk melakukan uji
tarik untuk mengetahui besarnya nilai
tahanan yang terjadi, dilaboratorium
Hidrodinamika dengan menggunakan
gelombang air
6. Analisa Data dan Pembahasan
Pada tahap ini dilakukan analisa data dari hasil
simulasi tersebut, yakni dilakukan analisa
mengenai hasil simulasi, pengaruh penambahan fins
under ship.adapun yang akan dianalisa dalam
pembuatan tugas akhir ini adalah :
a. Analisa perubahan tahanan terhadap badan
kapal setelah penambahan fins dengan
desain yang paling effisien.
b. Analisa perubahan wave resistand kapal
setelah penambahan fins.
.
PEMBAHASAN
Hasil Pemodelan Maxsurf
Gambar 4.1 Bentuk Desain Lambung Tanpa Fins
Data Hasil Simulasi
Tanpa Fins
Dengan Fins
Hubungan Antara Speed Dan Tahanan Kapal
Grafik 4.1 Grafik Hubungan Speed dan Tahanan
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa hambatan
kapal dengan menggunakan fins mempunyai hasil
lebih besar dibandingkan dengan tanpa fins hal ini
disebabkan karena penambahan sedikit displasement
pada kapal akibat penambahan fins.
Hasil Pemodelan Prototype
Gambar 4.15 Bentuk Desain Lambung Keseluruhan
Prototype Dengan Fins
Data Hasil Simulasi
Tanpa Fins
Dengan Fins
Hubungan Antara Speed dan Tahanan Kapal
Grafik 4.5 Grafik Hubungan Speed dan Tahanan Uji
Prototype
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa daya
kapal dengan menggunakan fins mempunyai hasil lebih
besar dibandingkan dengan daya kapal tanpa fins terlihat
pada grafik diatas. Jadi dalam uji simulasi pemodelan
maxsurf dan prototype didapatkan hasil yang sama yaitu
tahanan menggunakan fins lebih besar dibandingkan
yang tidak menggunakan fins.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil simulasi, analisa data, dan
pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada simulasi dengan menggunakan maxsurf
tahanan kapal tanpa menggunakan fins pada
kecepatan 8 knot ; 20.36 Kn , 9 knot ; 26.93 Kn ,
10 knot ; 40.43 Kn , 11 knot ; 54.96 Kn , 12 knot ;
73.68 Kn .
2. Sedangkan dengan menggunakan fins tahanan
kapal menjadi lebih besar yaitu pada kecepatan 8
knot ; 21.39 Kn , 9 knot ; 27.99 Kn , 10 knot ;
41.41 Kn , 11 knot ; 55.28 Kn , 12 knot ; 74.86
Kn.
3. Berdasarkan hasil simulasi dari maxsurf dan
prototype perbedaan bertambahnya tahanan
antara kedua uji simulasi sangatlah kecil.
4. Bertambahnya tahanan juga dipengaruhi
bertambahnya displasement dikarenakan adanya
penambahan fins pada dasar botttom kapal.
5. Dalam hal stabilitas fins tidak berpengaruh dan
tidak mengganggu performa karena letaknya
dibottom bukan pada bilge,seperti yang terjadi
pada bilge strake,sehingga bilge strake dapat
berpengaruh terhadap stabilitas.
DAFTAR PUSTAKA
1. Dedi Budi Purwanto . 2012 . Kajian Perbaikan
Performansi Pada Hydrofoil Kapal Cepat Dengan
Penambahan Sirip Menggunakan Metode
Computational Fluid Dynamic
(CFD)
2. Jatmiko, edi. 2005 “Studi Penyempurnaan
Rancangan Screw Propeller Untuk Peningkatan
Efisiensi Kapal” LaporanTugas Akhir, ITS.
Surabya
3. W. Adji, Surjo. 2005. Tahanan dan Propulsi.
Surabaya
4. Triyono, Kajian Teknis Penambahan Skeg Pada
Kapal Patroli Tipe 36m Dengan Metode CFD.
LaporanTugas Akhir, ITS. Surabaya
5. http://www.perpustakaan2satu.com/2012/02/hukum
-bernoulli.html
6. www.wikipedia.com