PENGARUH GERAKAN LAMBUNG AKIBAT GELOMBANG TERHADAP POLA
PERGERAKAN MUATAN DALAM TANGKI MTNIRIA Putu Eka
(1) Eko B Djatmiko
(2) Mas Murtedjo M Eng T
(3)
(1)
Mahasiswa Jurusan Teknik KelautanFTK-ITS
Email Putu_eka89yahoocoid (2) (3)
Staff Pengajar Jurusan Teknik Kelautan
ABSTRAK
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah mencari tekanan yang terjadi pada dinding tangki kapak akibat gerakan
fluida di dalam tangki Pengembangan konversi tanker menjadi storage tanker lebih efesien dibandingkan
dengan membuat kapal storage baru Hal ini disebabkan karena waktu pembuatan yang lebih singkat selain itu
keuntungan lain dari konversi ini adalah antisipasi pada umur reservoir yang pendek hingga menengah (5-15
tahun) dan jadwal proses operasi yang lebih cepat (Leick 2000)
MST merupakan tempat penampungan minyak mentah yang dihasilkan dari pengeboran yang dilakukan
Proses pemindahan crude oil dari reservoir ke MST harus diperhatikan karena kapal yang semula kosong akan
diisi secara perlahan hingga mencapai batas maksimal tangki Pada kondisi tersebut MST harus mampu stabil
saat terkena beban gelombang Selain itu efek sloshing yang menyebabkan guncangan fluida harus diperhatikan
karena sangat berpengaruh pada motion gerakan kapal Pehitungan untuk mengetahui pengaruh gerakan
sloshing dimulai dengan menghitung respon amplitude operator (RAO) dan frekuensi natural dari gerakan MST
disini gerakan yang ditinjau hanya gerakan sway heave dan roll Dari hasil permodelan yang dibantu dengan
MOSES untuk muatan 80 didapat peak RAO sway heave dan roll sebesar 215 mm 434 mm dan 6523
degm pada frekuensi 025 radsec 069 radsec dan 078 radsec Untuk muatan 50 peak RAO sway heave
dan roll sebesar 183 mm 352 mm dan 6281 degm pada frekuensi 025 radsec 075 radsec dan 084
radsec Untuk muatan 30 peak RAO sway heave dan roll sebesar 216 mm 296 mm dan 6066 mm pada
frekuensi 025 radsec 074 radsec dan 096 radsec Sedangkan untuk muatan 20 peak RAO sway heave
dan roll sebesar 113 mm 0655 mm dan 568 degm pada frekuensi 025 radsec 025 radsec dan 115
radsec Selanjutnya dilakukan penggabungan gerakan agar pergerakan tangki bisa mencakup gerakan sway
heave dan roll Penggabungan ini dilakukan dengan memilih 3 frekuensi yang memiliki respon paling tinggi dan
selanjutnya akan didapat persamaan dari setiap gerakan dimana persamaan tersebut akan digunakan sebagai
inputan untuk menggerakan tangki dengan ANSYS FLUENT dengan time domain
Analisa tekanan serta arahnya dilakukan dengan bantuan software ANSYS FLUENT dengan model VOF
(Volume of fluid) Dengan bantuan software tersebut akan diketahui berapa besar serta arah dari tekanan yang
pada dinding- dinding tangki Inputan untuk menggerakan tangki yaitu persamaan dari gerakan yang sudah
dirubah ke dalam time domain Dari situ maka tangki digerakkan secara simultan sehingga fluida di dalam akan
ikut bergerak dan menghasilkan pressure ke dinding tangki Dimana hasil yang di dapat untuk tekanan dengan
muatan 80 adalah 788 Pa muatan 50 sebesar 1360 Pa sedangkan untuk muatan 30 dan 20 sebesar
1530 Pa dan 2780 Pa pada bagian kanan dan kiri bawah dinding tangki Dari sini bisa disimpulkan bahwa
semakin besar permukaan bebas area maka momen yang terjadi semakin besar sehingga tekanan yang
dihasilkan semakin besar pula
Kata Kunci MST Response Amplitude Operator (RAO) Frekuensi natural Sway Heave Roll Sloshing
Pressure
1 PENDAHULUAN
Kebutuhan sumber daya minyak dan gas yang
semakin meningkat akan tetapi tidak diimbangi
dengan jumlah cadangan minyak dan gas yang kita
miliki Untuk itu dilakukan usaha untuk
meningkatkan produksi migas salah satu caranya
adalah dengan mengalihkan daerah oerasi dari
perairan dangkal menuju perairan dalam
(deepwater) Metode produksi maenggunakan
bangunan terpancang mulai digantikan dengan
bangunan terapung (floating) Hal ini dilakukan
karena lebih efektif dan mengurangi biaya instalasi
Kemajuan perkembangan sarana trasnportasi
laut ini memberikan kemajuan ilmu pengetahuan
dan teknologi sehingga muncul beberapa inovasi ndash
inovasi Salah satunya konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST) yang
secara prinsip kapal dibangun dengan tujuan
mengangkut crude oil Agar memenuhi tujuan
tersebut kapal harus memenuhi beberapa
karateristik dasar yaitu mengapung dalam posisi
tegak lurus bergerak dengan kecepatan sesuai
rancangan cukup kuat untuk menahan beban yang
dialami dan mampu beroperasi di laut lepas
Proses konversi Motor Tanker menjadi Mooring
Storage Tanker (MST) lebih banyak digunakan di
industri oil amp gas Waktu pembuatan MST dengan
konversi lebih singkat sekitat 1-2 tahun dari
pembuatan Mooring Storage Tanker (MST)
Keuntungan lain yang didapatkan dalam proses
secara konversi adalah antisipasi pada umur
reservoir yang pendek hingga menengah yakni (5-
15 tahun) dan jadwal proses operasi yang lebih
cepat (Leick 2000) Hal yang perlu diperhatikan
pada konversi tanker ini adalah mooring sistem
yang mampu menjamin fungsi pengikatan sebagai
respon terhadap beban gelombang dan beban-beban
lainnya
Karena MST ini nantinya sebagai crude oil
storage tanker dan dioperasikan di laut dalam maka
perlu dianalisis masalah ndashmasalah yang bisa
menyebabkan kegagalan sistem Salah satu masalah
yang harus diperhatikan yaitu bagaimana
pergerakan crude oil ini di dalam tangki akibat
gerakan kapal Jika suatu fluida cair berada dalam
sebuah tangki kemudian tangki tersebut bergerak
maka saat itulah akan terjadi sebuah guncangan
fluida cair akibat adanya permukaan bebas atau
dengan kata lain fluida menjadi seperti diaduk
dalam tangki tersebut (sloshing)
Tekanan yang terjadi pada side wall tangki
akibat gerak fluida ini menjadi hal yang penting
dalam analisis tugas akhir ini sehingga dapat
mendesain atau memilih jenis konstruksi tangki
yang tepat agar tidak terjadi kegagalan sistem
Gambar 1 General Arrangement MT NIRIA
( Sumber PT CITRA MAS)
Studi kasus pada tugas akhir ini mengambil
kapal MTNIRIA yang dibangun oleh galangan
kapal Ishikawajima Heavy Industry CoLtd
Shipyard Division pada tahun 1983 Saat ini kurang
lebih berumur 28 tahun Trading vessel ini akan
dikonversi menjadi Mooring Storage Tanker
bersifat tetap tidak berpindah sehingga fungsi
propulsion sistem akan menjadi tidak aktif serta
membutuhkan sistem yang kuat Berikut data dari
MT NIRIA
LOA = 22855 m
LPP = 21900 m
Lebar Kapal = 3220 m
Tinggi Kapal = 1890 m
Sarat Air = 1221 m
Diplasemen = 72682 MT
Deadweight = 60525 MT
2 DASAR TEORI
21 Persamaan gerak kapal
Gerakan floating body di perairan
bergelombang terdiri atas 3 gerakan traslational dan
3 gerakan rotasional Dimana ketiga gerakan
traslational terdiri dari surge sway dan heave
sedangkan untuk gerakan rotasional terdiri dari roll
pitch dan yaw Pada umumnya persamaan gerakan
floating body adalah sebagai berikut
(1)
dimana a merupakan inertia force b adalah
damping force cx adalah restoring force sedangkan F merupakan gaya yang mengenai
floating body
Pada tugas akhir ini floating body yaitu tangki
MTNIRIA ditinjau secara dua dimensi sehingga
gerakan kapal yang ditinjau hanya swayheave dan
roll
Gambar 2 Mode gerak kapal
22 Gerakan sway murni (Uncouple swaying
motion )
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah (2)
(3)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan ay merupakan massa tambah kapal pada
sumbu y
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (4)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk Swaying diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (5)
dimana Awp merupakan water plane area y
adalah simpangan gerakan swaying Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(6)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
23 Gerakan Heave murni ( Uncouple Heaving
motion)
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah
(7)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan az merupakan massa tambah kapal pada
sumbu z
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (8)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk heaving diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (9)
dimana Awp merupakan water plane area z
adalah simpangan gerakan heaving Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(10)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
24 Gerakan Roll murni ( Uncouple roll motion)
Kapal menjalani gerakan harmonis sederhana
terhadap koordinat axis secara transversal maupun
longitudinal Gerakan tersebut akan berpengaruh
initialvelocity dari kesetimbangan posisi (lihat
gambar 3) sehingga perlu untuk memperhitungkan
momen dari gaya
Rumus umum dari persamaan gerakan akibat
rolling adalah
(11)
dimana Mo merupakan ampitudo momen eksitasi
adalah frekuensi encountering sedangkan
adalah Inertia moment damping moment
dan restoring moment merupakan
exciting moment yang bekerja pada benda
Gambar 3 Ilustrasi kondisi rolling kapal pada
saat still water
(Sumber Mutedjo1999)
karena merupakan gerak rotasional pada gerakan
rolling terdapat empat jenis momen yang bekerja
yaitu
Inertia moment
merupakan virtual massa dari momen inertia dan
merupakan percepatan angular dari rolling
Massa virtual momen inertia kondisi rolling adalah
momen kapal inertia ditambah massa tambah
momen inertia dari rolling
(12)
Ixx =
(13)
Sehingga
(14)
dimana merupakan momen inertia massa
tambah dari kapal untuk gerakan rolling
adalah kuadrat dari jari-jari girasi pada kondisi
rolling adalah momen inersia massa kapal
sedangkan ∆ amp g adalah displasemen dan
kecepatan gravitasi
Menurut Bhatacharya diasumsikan bahwa distribusi
massa secara longitudinal adalah sama dengan
distribusi displacement secara longitudinal
Sehingga distribusi vertical tidak bergitu
berpengaruh dan CG dari kapal adalah di midship
section Catatan bahwa pada bentuk normal kapal
jari-jari girasinya kondisi rolling adalah
(15)
Damping momen
Damping koefesien adalah koefisien redaman dan
b
merupakan momen redaman Damping
koefisien untuk rolling dapat dihitung dengan
pendekatan oleh strip theory yang ditentukan oleh
tiap station dan di integrasikan sebanyak station
Restoring momen
Momen restoring untuk rolling dapat di hitung
dengan perhitungan sederhana sebagai berikut
int
(16) (2223)
(17)
Dimana p adalah massa jenis air laut g adalah
kecepatan gravitasi Ixx adalah momen inertia dari
beban midship area
Exciting momen
Exciting moment untuk rolling dikarenakan tidak
seimbangnya momen akibat dari gelombang
longitudinal axis dari kapal Rolling moment dapat
dengan mudah di naikan ini berarti distribusi
tekanan hydrostatic sebagai berikut
(18)
dimana Mo adalah amplitudo momen eksitasi
sedangkan adalah frekuensi encountering
25 Konsep penggabungan gerakan sway heave
dan roll
Pada tugas akhir ini mengunakan model tangki
2 dimensi dengan dinding yang rigid maka untuk
menganalisa gerakangabungan sway heave dan
roll seperti yang ditunjukan gambar 4 harus
menggunakan persamaan di bawah ini
(19)
(20)
(21)
dimana YZ θ adalah gerakan sway heave dan roll
kemudian Ya Za θa adalah amplitudo gerakan
sway heave dan roll adalah frekuensi
encountering
Hasil yang diperoleh dari persamaan (19) (20) dan
(21) ini akan ditemukan koordinat titik pusat yang
baru akibat penggabungan ketiga gerakan tersebut
Gambar 4 Sketsa Gerakan gabungan
26 Persamaan Gerak sloshing
Untuk analisa gerakan fluida di dalam tangki
sistem koordinat fluida mengikuti perpindahan
gerakan tangki Dengan mengabaikan viskositas
fluida persamaan incompressible euler untuk kasus
dua dimensi dalam perpindahan sisitem koordinat
dapat diturunkan sebagai berikut
(22)
dan
(23)
dimana u w adalah kecepatan fluida arah sumbu y
dan z amp adalah komponen kecepatan fluida
pada sistem koordinat yang bergerak terhadap
sistem koordinat tetap pada arah y dan zθ adalah
kecepatan rolling p adalah tekanan ρ adalah
densitas fluida sedangkan g adalah kecepatan
gravitasi
Gambar 5 perubahan koordinat fluida akibat
gerakan tangki
Persamaan kontiyuitas yang mengatur untuk
aliran incompressible dapat ditulis sebagai berikut
(24)
Kedalaman air h (zt) dari fluida di dalam tangki
dapat diselesaikan dengan memasukkan parameter
ρ v dan w dari kinematic boundary condition dari
free surface Yang mana persamaanya dapat ditulis
sebagai berikut
(25)
dimana h adalah kedalaman fluida di dalam tangki
v amp w adalah kecepatan fluida darah arah sumbu y
dan z
Gambar 6 Pergerakan fluida di
dalam tangki
Dengan mengambil partial differensial dari
persamaan (22) dan (23) terhadap sumbu y dan z
serta menjumlahkan hasilnya maka ditemukan
persamaan tekanan fluida di dalam tangki
(
)
(
) (
) (26)
r
o
l
l
s
w
a
y
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
Proses konversi Motor Tanker menjadi Mooring
Storage Tanker (MST) lebih banyak digunakan di
industri oil amp gas Waktu pembuatan MST dengan
konversi lebih singkat sekitat 1-2 tahun dari
pembuatan Mooring Storage Tanker (MST)
Keuntungan lain yang didapatkan dalam proses
secara konversi adalah antisipasi pada umur
reservoir yang pendek hingga menengah yakni (5-
15 tahun) dan jadwal proses operasi yang lebih
cepat (Leick 2000) Hal yang perlu diperhatikan
pada konversi tanker ini adalah mooring sistem
yang mampu menjamin fungsi pengikatan sebagai
respon terhadap beban gelombang dan beban-beban
lainnya
Karena MST ini nantinya sebagai crude oil
storage tanker dan dioperasikan di laut dalam maka
perlu dianalisis masalah ndashmasalah yang bisa
menyebabkan kegagalan sistem Salah satu masalah
yang harus diperhatikan yaitu bagaimana
pergerakan crude oil ini di dalam tangki akibat
gerakan kapal Jika suatu fluida cair berada dalam
sebuah tangki kemudian tangki tersebut bergerak
maka saat itulah akan terjadi sebuah guncangan
fluida cair akibat adanya permukaan bebas atau
dengan kata lain fluida menjadi seperti diaduk
dalam tangki tersebut (sloshing)
Tekanan yang terjadi pada side wall tangki
akibat gerak fluida ini menjadi hal yang penting
dalam analisis tugas akhir ini sehingga dapat
mendesain atau memilih jenis konstruksi tangki
yang tepat agar tidak terjadi kegagalan sistem
Gambar 1 General Arrangement MT NIRIA
( Sumber PT CITRA MAS)
Studi kasus pada tugas akhir ini mengambil
kapal MTNIRIA yang dibangun oleh galangan
kapal Ishikawajima Heavy Industry CoLtd
Shipyard Division pada tahun 1983 Saat ini kurang
lebih berumur 28 tahun Trading vessel ini akan
dikonversi menjadi Mooring Storage Tanker
bersifat tetap tidak berpindah sehingga fungsi
propulsion sistem akan menjadi tidak aktif serta
membutuhkan sistem yang kuat Berikut data dari
MT NIRIA
LOA = 22855 m
LPP = 21900 m
Lebar Kapal = 3220 m
Tinggi Kapal = 1890 m
Sarat Air = 1221 m
Diplasemen = 72682 MT
Deadweight = 60525 MT
2 DASAR TEORI
21 Persamaan gerak kapal
Gerakan floating body di perairan
bergelombang terdiri atas 3 gerakan traslational dan
3 gerakan rotasional Dimana ketiga gerakan
traslational terdiri dari surge sway dan heave
sedangkan untuk gerakan rotasional terdiri dari roll
pitch dan yaw Pada umumnya persamaan gerakan
floating body adalah sebagai berikut
(1)
dimana a merupakan inertia force b adalah
damping force cx adalah restoring force sedangkan F merupakan gaya yang mengenai
floating body
Pada tugas akhir ini floating body yaitu tangki
MTNIRIA ditinjau secara dua dimensi sehingga
gerakan kapal yang ditinjau hanya swayheave dan
roll
Gambar 2 Mode gerak kapal
22 Gerakan sway murni (Uncouple swaying
motion )
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah (2)
(3)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan ay merupakan massa tambah kapal pada
sumbu y
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (4)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk Swaying diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (5)
dimana Awp merupakan water plane area y
adalah simpangan gerakan swaying Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(6)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
23 Gerakan Heave murni ( Uncouple Heaving
motion)
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah
(7)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan az merupakan massa tambah kapal pada
sumbu z
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (8)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk heaving diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (9)
dimana Awp merupakan water plane area z
adalah simpangan gerakan heaving Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(10)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
24 Gerakan Roll murni ( Uncouple roll motion)
Kapal menjalani gerakan harmonis sederhana
terhadap koordinat axis secara transversal maupun
longitudinal Gerakan tersebut akan berpengaruh
initialvelocity dari kesetimbangan posisi (lihat
gambar 3) sehingga perlu untuk memperhitungkan
momen dari gaya
Rumus umum dari persamaan gerakan akibat
rolling adalah
(11)
dimana Mo merupakan ampitudo momen eksitasi
adalah frekuensi encountering sedangkan
adalah Inertia moment damping moment
dan restoring moment merupakan
exciting moment yang bekerja pada benda
Gambar 3 Ilustrasi kondisi rolling kapal pada
saat still water
(Sumber Mutedjo1999)
karena merupakan gerak rotasional pada gerakan
rolling terdapat empat jenis momen yang bekerja
yaitu
Inertia moment
merupakan virtual massa dari momen inertia dan
merupakan percepatan angular dari rolling
Massa virtual momen inertia kondisi rolling adalah
momen kapal inertia ditambah massa tambah
momen inertia dari rolling
(12)
Ixx =
(13)
Sehingga
(14)
dimana merupakan momen inertia massa
tambah dari kapal untuk gerakan rolling
adalah kuadrat dari jari-jari girasi pada kondisi
rolling adalah momen inersia massa kapal
sedangkan ∆ amp g adalah displasemen dan
kecepatan gravitasi
Menurut Bhatacharya diasumsikan bahwa distribusi
massa secara longitudinal adalah sama dengan
distribusi displacement secara longitudinal
Sehingga distribusi vertical tidak bergitu
berpengaruh dan CG dari kapal adalah di midship
section Catatan bahwa pada bentuk normal kapal
jari-jari girasinya kondisi rolling adalah
(15)
Damping momen
Damping koefesien adalah koefisien redaman dan
b
merupakan momen redaman Damping
koefisien untuk rolling dapat dihitung dengan
pendekatan oleh strip theory yang ditentukan oleh
tiap station dan di integrasikan sebanyak station
Restoring momen
Momen restoring untuk rolling dapat di hitung
dengan perhitungan sederhana sebagai berikut
int
(16) (2223)
(17)
Dimana p adalah massa jenis air laut g adalah
kecepatan gravitasi Ixx adalah momen inertia dari
beban midship area
Exciting momen
Exciting moment untuk rolling dikarenakan tidak
seimbangnya momen akibat dari gelombang
longitudinal axis dari kapal Rolling moment dapat
dengan mudah di naikan ini berarti distribusi
tekanan hydrostatic sebagai berikut
(18)
dimana Mo adalah amplitudo momen eksitasi
sedangkan adalah frekuensi encountering
25 Konsep penggabungan gerakan sway heave
dan roll
Pada tugas akhir ini mengunakan model tangki
2 dimensi dengan dinding yang rigid maka untuk
menganalisa gerakangabungan sway heave dan
roll seperti yang ditunjukan gambar 4 harus
menggunakan persamaan di bawah ini
(19)
(20)
(21)
dimana YZ θ adalah gerakan sway heave dan roll
kemudian Ya Za θa adalah amplitudo gerakan
sway heave dan roll adalah frekuensi
encountering
Hasil yang diperoleh dari persamaan (19) (20) dan
(21) ini akan ditemukan koordinat titik pusat yang
baru akibat penggabungan ketiga gerakan tersebut
Gambar 4 Sketsa Gerakan gabungan
26 Persamaan Gerak sloshing
Untuk analisa gerakan fluida di dalam tangki
sistem koordinat fluida mengikuti perpindahan
gerakan tangki Dengan mengabaikan viskositas
fluida persamaan incompressible euler untuk kasus
dua dimensi dalam perpindahan sisitem koordinat
dapat diturunkan sebagai berikut
(22)
dan
(23)
dimana u w adalah kecepatan fluida arah sumbu y
dan z amp adalah komponen kecepatan fluida
pada sistem koordinat yang bergerak terhadap
sistem koordinat tetap pada arah y dan zθ adalah
kecepatan rolling p adalah tekanan ρ adalah
densitas fluida sedangkan g adalah kecepatan
gravitasi
Gambar 5 perubahan koordinat fluida akibat
gerakan tangki
Persamaan kontiyuitas yang mengatur untuk
aliran incompressible dapat ditulis sebagai berikut
(24)
Kedalaman air h (zt) dari fluida di dalam tangki
dapat diselesaikan dengan memasukkan parameter
ρ v dan w dari kinematic boundary condition dari
free surface Yang mana persamaanya dapat ditulis
sebagai berikut
(25)
dimana h adalah kedalaman fluida di dalam tangki
v amp w adalah kecepatan fluida darah arah sumbu y
dan z
Gambar 6 Pergerakan fluida di
dalam tangki
Dengan mengambil partial differensial dari
persamaan (22) dan (23) terhadap sumbu y dan z
serta menjumlahkan hasilnya maka ditemukan
persamaan tekanan fluida di dalam tangki
(
)
(
) (
) (26)
r
o
l
l
s
w
a
y
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
22 Gerakan sway murni (Uncouple swaying
motion )
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah (2)
(3)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan ay merupakan massa tambah kapal pada
sumbu y
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (4)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk Swaying diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (5)
dimana Awp merupakan water plane area y
adalah simpangan gerakan swaying Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(6)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
23 Gerakan Heave murni ( Uncouple Heaving
motion)
Inertia force
Merupakan percepatan gerakan secara kontinu dari
fuida yang terjadi gaya yang lebih besar dari massa
percepatan waktu kapal (Bhatacarya 1977)
= massa kapal + massa tambah
(7)
dimana adalah inertia force M adalah massa
kapal dan az merupakan massa tambah kapal pada
sumbu z
Damping force
Damping Force selalu bergerak berlawanan arah
dari gerakan kapal danmenyebabkan redaman yang
berangsur-angsur pada amplitudo gerakan
= b (8)
Dimana b adalah koefisien untuk gaya damping
kondisi heaving Normalnya damping coefisien ini
bergantung pada faktor
1 Tipe dari gerakan osilasi
2 Frekuensi encountering
3 Bentuk kapal
Restoring force
Restoring Force untuk heaving diberikan sebagai
tambahan gaya buoyancy kapal ketika dibawah
permukaan air Sehingga restoring Force diberikan
sebagai jumlah displacement air atau berat spesifik
tambahan pada volume tercelup
= (9)
dimana Awp merupakan water plane area z
adalah simpangan gerakan heaving Cwp adalah
koefesien water plane area p adalah massa jenis air
laut sedangkan g dan adalah kecepatan gravitasi
dan berat jenis air laut
Exciting force
Gaya eksitasi pada heaving adalah pengintegrasian
dari penambahan bouyancy karena gelombang
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(10)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
24 Gerakan Roll murni ( Uncouple roll motion)
Kapal menjalani gerakan harmonis sederhana
terhadap koordinat axis secara transversal maupun
longitudinal Gerakan tersebut akan berpengaruh
initialvelocity dari kesetimbangan posisi (lihat
gambar 3) sehingga perlu untuk memperhitungkan
momen dari gaya
Rumus umum dari persamaan gerakan akibat
rolling adalah
(11)
dimana Mo merupakan ampitudo momen eksitasi
adalah frekuensi encountering sedangkan
adalah Inertia moment damping moment
dan restoring moment merupakan
exciting moment yang bekerja pada benda
Gambar 3 Ilustrasi kondisi rolling kapal pada
saat still water
(Sumber Mutedjo1999)
karena merupakan gerak rotasional pada gerakan
rolling terdapat empat jenis momen yang bekerja
yaitu
Inertia moment
merupakan virtual massa dari momen inertia dan
merupakan percepatan angular dari rolling
Massa virtual momen inertia kondisi rolling adalah
momen kapal inertia ditambah massa tambah
momen inertia dari rolling
(12)
Ixx =
(13)
Sehingga
(14)
dimana merupakan momen inertia massa
tambah dari kapal untuk gerakan rolling
adalah kuadrat dari jari-jari girasi pada kondisi
rolling adalah momen inersia massa kapal
sedangkan ∆ amp g adalah displasemen dan
kecepatan gravitasi
Menurut Bhatacharya diasumsikan bahwa distribusi
massa secara longitudinal adalah sama dengan
distribusi displacement secara longitudinal
Sehingga distribusi vertical tidak bergitu
berpengaruh dan CG dari kapal adalah di midship
section Catatan bahwa pada bentuk normal kapal
jari-jari girasinya kondisi rolling adalah
(15)
Damping momen
Damping koefesien adalah koefisien redaman dan
b
merupakan momen redaman Damping
koefisien untuk rolling dapat dihitung dengan
pendekatan oleh strip theory yang ditentukan oleh
tiap station dan di integrasikan sebanyak station
Restoring momen
Momen restoring untuk rolling dapat di hitung
dengan perhitungan sederhana sebagai berikut
int
(16) (2223)
(17)
Dimana p adalah massa jenis air laut g adalah
kecepatan gravitasi Ixx adalah momen inertia dari
beban midship area
Exciting momen
Exciting moment untuk rolling dikarenakan tidak
seimbangnya momen akibat dari gelombang
longitudinal axis dari kapal Rolling moment dapat
dengan mudah di naikan ini berarti distribusi
tekanan hydrostatic sebagai berikut
(18)
dimana Mo adalah amplitudo momen eksitasi
sedangkan adalah frekuensi encountering
25 Konsep penggabungan gerakan sway heave
dan roll
Pada tugas akhir ini mengunakan model tangki
2 dimensi dengan dinding yang rigid maka untuk
menganalisa gerakangabungan sway heave dan
roll seperti yang ditunjukan gambar 4 harus
menggunakan persamaan di bawah ini
(19)
(20)
(21)
dimana YZ θ adalah gerakan sway heave dan roll
kemudian Ya Za θa adalah amplitudo gerakan
sway heave dan roll adalah frekuensi
encountering
Hasil yang diperoleh dari persamaan (19) (20) dan
(21) ini akan ditemukan koordinat titik pusat yang
baru akibat penggabungan ketiga gerakan tersebut
Gambar 4 Sketsa Gerakan gabungan
26 Persamaan Gerak sloshing
Untuk analisa gerakan fluida di dalam tangki
sistem koordinat fluida mengikuti perpindahan
gerakan tangki Dengan mengabaikan viskositas
fluida persamaan incompressible euler untuk kasus
dua dimensi dalam perpindahan sisitem koordinat
dapat diturunkan sebagai berikut
(22)
dan
(23)
dimana u w adalah kecepatan fluida arah sumbu y
dan z amp adalah komponen kecepatan fluida
pada sistem koordinat yang bergerak terhadap
sistem koordinat tetap pada arah y dan zθ adalah
kecepatan rolling p adalah tekanan ρ adalah
densitas fluida sedangkan g adalah kecepatan
gravitasi
Gambar 5 perubahan koordinat fluida akibat
gerakan tangki
Persamaan kontiyuitas yang mengatur untuk
aliran incompressible dapat ditulis sebagai berikut
(24)
Kedalaman air h (zt) dari fluida di dalam tangki
dapat diselesaikan dengan memasukkan parameter
ρ v dan w dari kinematic boundary condition dari
free surface Yang mana persamaanya dapat ditulis
sebagai berikut
(25)
dimana h adalah kedalaman fluida di dalam tangki
v amp w adalah kecepatan fluida darah arah sumbu y
dan z
Gambar 6 Pergerakan fluida di
dalam tangki
Dengan mengambil partial differensial dari
persamaan (22) dan (23) terhadap sumbu y dan z
serta menjumlahkan hasilnya maka ditemukan
persamaan tekanan fluida di dalam tangki
(
)
(
) (
) (26)
r
o
l
l
s
w
a
y
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
melewati sepanjang kapal sehingga dapat
dirumuskan
(10)
dimana Fo adalah ampitudo gaya eksitasi
sedangkan merupakan frekuensi gelombang
encountering
24 Gerakan Roll murni ( Uncouple roll motion)
Kapal menjalani gerakan harmonis sederhana
terhadap koordinat axis secara transversal maupun
longitudinal Gerakan tersebut akan berpengaruh
initialvelocity dari kesetimbangan posisi (lihat
gambar 3) sehingga perlu untuk memperhitungkan
momen dari gaya
Rumus umum dari persamaan gerakan akibat
rolling adalah
(11)
dimana Mo merupakan ampitudo momen eksitasi
adalah frekuensi encountering sedangkan
adalah Inertia moment damping moment
dan restoring moment merupakan
exciting moment yang bekerja pada benda
Gambar 3 Ilustrasi kondisi rolling kapal pada
saat still water
(Sumber Mutedjo1999)
karena merupakan gerak rotasional pada gerakan
rolling terdapat empat jenis momen yang bekerja
yaitu
Inertia moment
merupakan virtual massa dari momen inertia dan
merupakan percepatan angular dari rolling
Massa virtual momen inertia kondisi rolling adalah
momen kapal inertia ditambah massa tambah
momen inertia dari rolling
(12)
Ixx =
(13)
Sehingga
(14)
dimana merupakan momen inertia massa
tambah dari kapal untuk gerakan rolling
adalah kuadrat dari jari-jari girasi pada kondisi
rolling adalah momen inersia massa kapal
sedangkan ∆ amp g adalah displasemen dan
kecepatan gravitasi
Menurut Bhatacharya diasumsikan bahwa distribusi
massa secara longitudinal adalah sama dengan
distribusi displacement secara longitudinal
Sehingga distribusi vertical tidak bergitu
berpengaruh dan CG dari kapal adalah di midship
section Catatan bahwa pada bentuk normal kapal
jari-jari girasinya kondisi rolling adalah
(15)
Damping momen
Damping koefesien adalah koefisien redaman dan
b
merupakan momen redaman Damping
koefisien untuk rolling dapat dihitung dengan
pendekatan oleh strip theory yang ditentukan oleh
tiap station dan di integrasikan sebanyak station
Restoring momen
Momen restoring untuk rolling dapat di hitung
dengan perhitungan sederhana sebagai berikut
int
(16) (2223)
(17)
Dimana p adalah massa jenis air laut g adalah
kecepatan gravitasi Ixx adalah momen inertia dari
beban midship area
Exciting momen
Exciting moment untuk rolling dikarenakan tidak
seimbangnya momen akibat dari gelombang
longitudinal axis dari kapal Rolling moment dapat
dengan mudah di naikan ini berarti distribusi
tekanan hydrostatic sebagai berikut
(18)
dimana Mo adalah amplitudo momen eksitasi
sedangkan adalah frekuensi encountering
25 Konsep penggabungan gerakan sway heave
dan roll
Pada tugas akhir ini mengunakan model tangki
2 dimensi dengan dinding yang rigid maka untuk
menganalisa gerakangabungan sway heave dan
roll seperti yang ditunjukan gambar 4 harus
menggunakan persamaan di bawah ini
(19)
(20)
(21)
dimana YZ θ adalah gerakan sway heave dan roll
kemudian Ya Za θa adalah amplitudo gerakan
sway heave dan roll adalah frekuensi
encountering
Hasil yang diperoleh dari persamaan (19) (20) dan
(21) ini akan ditemukan koordinat titik pusat yang
baru akibat penggabungan ketiga gerakan tersebut
Gambar 4 Sketsa Gerakan gabungan
26 Persamaan Gerak sloshing
Untuk analisa gerakan fluida di dalam tangki
sistem koordinat fluida mengikuti perpindahan
gerakan tangki Dengan mengabaikan viskositas
fluida persamaan incompressible euler untuk kasus
dua dimensi dalam perpindahan sisitem koordinat
dapat diturunkan sebagai berikut
(22)
dan
(23)
dimana u w adalah kecepatan fluida arah sumbu y
dan z amp adalah komponen kecepatan fluida
pada sistem koordinat yang bergerak terhadap
sistem koordinat tetap pada arah y dan zθ adalah
kecepatan rolling p adalah tekanan ρ adalah
densitas fluida sedangkan g adalah kecepatan
gravitasi
Gambar 5 perubahan koordinat fluida akibat
gerakan tangki
Persamaan kontiyuitas yang mengatur untuk
aliran incompressible dapat ditulis sebagai berikut
(24)
Kedalaman air h (zt) dari fluida di dalam tangki
dapat diselesaikan dengan memasukkan parameter
ρ v dan w dari kinematic boundary condition dari
free surface Yang mana persamaanya dapat ditulis
sebagai berikut
(25)
dimana h adalah kedalaman fluida di dalam tangki
v amp w adalah kecepatan fluida darah arah sumbu y
dan z
Gambar 6 Pergerakan fluida di
dalam tangki
Dengan mengambil partial differensial dari
persamaan (22) dan (23) terhadap sumbu y dan z
serta menjumlahkan hasilnya maka ditemukan
persamaan tekanan fluida di dalam tangki
(
)
(
) (
) (26)
r
o
l
l
s
w
a
y
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
25 Konsep penggabungan gerakan sway heave
dan roll
Pada tugas akhir ini mengunakan model tangki
2 dimensi dengan dinding yang rigid maka untuk
menganalisa gerakangabungan sway heave dan
roll seperti yang ditunjukan gambar 4 harus
menggunakan persamaan di bawah ini
(19)
(20)
(21)
dimana YZ θ adalah gerakan sway heave dan roll
kemudian Ya Za θa adalah amplitudo gerakan
sway heave dan roll adalah frekuensi
encountering
Hasil yang diperoleh dari persamaan (19) (20) dan
(21) ini akan ditemukan koordinat titik pusat yang
baru akibat penggabungan ketiga gerakan tersebut
Gambar 4 Sketsa Gerakan gabungan
26 Persamaan Gerak sloshing
Untuk analisa gerakan fluida di dalam tangki
sistem koordinat fluida mengikuti perpindahan
gerakan tangki Dengan mengabaikan viskositas
fluida persamaan incompressible euler untuk kasus
dua dimensi dalam perpindahan sisitem koordinat
dapat diturunkan sebagai berikut
(22)
dan
(23)
dimana u w adalah kecepatan fluida arah sumbu y
dan z amp adalah komponen kecepatan fluida
pada sistem koordinat yang bergerak terhadap
sistem koordinat tetap pada arah y dan zθ adalah
kecepatan rolling p adalah tekanan ρ adalah
densitas fluida sedangkan g adalah kecepatan
gravitasi
Gambar 5 perubahan koordinat fluida akibat
gerakan tangki
Persamaan kontiyuitas yang mengatur untuk
aliran incompressible dapat ditulis sebagai berikut
(24)
Kedalaman air h (zt) dari fluida di dalam tangki
dapat diselesaikan dengan memasukkan parameter
ρ v dan w dari kinematic boundary condition dari
free surface Yang mana persamaanya dapat ditulis
sebagai berikut
(25)
dimana h adalah kedalaman fluida di dalam tangki
v amp w adalah kecepatan fluida darah arah sumbu y
dan z
Gambar 6 Pergerakan fluida di
dalam tangki
Dengan mengambil partial differensial dari
persamaan (22) dan (23) terhadap sumbu y dan z
serta menjumlahkan hasilnya maka ditemukan
persamaan tekanan fluida di dalam tangki
(
)
(
) (
) (26)
r
o
l
l
s
w
a
y
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
kemudian kondisi gradien tekanan di permukaan
solid meliputi
(27)
dan
(28)
Dalam free surfaces boundary kinematic serta
dynamic kondisi harus dipenuhi Karena batasan
masalah yaitu fluida tidak sampai pada pergerakan
high violent motion maka boundary kondisinya
dapat ditulis sebagai berikut
(29)
27 Response Amplitude Operator (RAO)
Metode spektra merupakan cara untuk
mengetahui suatu respon struktur akibat beban
gelombang reguler dalam tiap-tiap frekuensi
Response Amplitude Operator (RAO) atau sering
disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi
respon yang terjadi akibat gelombang dalam
rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore
RAO dapat juga didefinisikan sebagai hubungan
antara amplitudo respon terhadap amplitude
gelombang Dapat dinyatakan dengan bentuk
matematis yaitu (ζrespon ζgelombang)
Amplitudo respon bisa berupa gerakan tegangan
maupun getaran RAO juga disebut sebagai
Transfer Function karena RAO merupakan alat
untuk mentransfer beban luar (gelombang) dalam
bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty
1987) Bentuk umum dari persamaan RAO dalam
fungsi frekuensi adalah sebagai berikut
[ ]
(
)
(
)
(31)
[
]
Dimana
Fungsi densitas spektrum gelombang
[ft2-sec]
Fungsi densitas spektrum respon
gerakan [ft2-sec]
Spektrum respon gerakan [ft]
[ ] Response Amokitudo Operator (RAO)
Amplitudo respon gerakan [ft]
Amplitudo gelombang [ft]
3 ANALISA DAN HASIL
31 Permodelan kapal
Kapal yang akan dilakukan permodelan adalah
Motor Tanker Niria yang dikonversi menjadi
Mooring Storage Tanker menjadi di perairan
Natuna Permodelan kapal dibuat
denganmenggunakan software MAXSURF dengan
acuan General Arrangemen (GA) yang sudah ada
Sebelum membuat model kapal dengan
menggunakan MAXSURF perlu diketahui
beberapa parameter inpit penting yakni data
prinsipal dimension anta lain
- LOA = 22855 meter
- Breadth (B) = 3220 meter
- Height (H) = 1890 meter
- Draft (T) = 1221 meter
32 Hidrostatik
Dari permodelan yang telah kita buat harus
kita calidasi untuk mengetahui seberapa akurat
model kita Validasi yang dilakukan yaitu dengan
membandingkan data hasil perhitungan hidrostatik
hasil output MAXSURF dengan data hidrostatik
MTNIRIA yang sudah ada
Gambar7 Permodelan kapal denga
menggunakan MAXSURF
(30)
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
Tabel 1 Koreksi hidrostatik dari data yang
sudah ad dengan model
Besaran-besaran hidrostatik yang dibandingkan
meliputi displacement koefesien- koefesien
bentuk letak Centre of bouyancy wetted surface
dan lain-lain seperti yang telah ditunjukan pada
tabel 1 Hasil perhitungan hidrostatik yang
diperoleh dari MAXSURF sudah menunjukan
kesesuaian dengan hidrostatik data MTNIRIA
dimana perbedaannya lt1 Dengan demikian hasil
perancangan lines plan pada tabel 1 adalah valid
untuk dipakai sebagai inputan menghitung
karateristik gerakan kope sway- heave ndash roll pada
MTNIRIA
33 Lines plan
Permodelan kapal yang sudah divalidasi
digunakan pada tahap selanjutnya Sebelumnya
perlu dilakukan perencangan rencanan garis atau
yang disebut lines plan Rencana garis ini diperoleh
dari data offset model yang sudah valid Dalam
studi kasus tentang konversi motor tanker menjadi
Mooring Storage Tanker (MST) pada ldquoMTNiriardquo
data-data yang ada meliputi
Ukuranutama ( L B H T )
Hydrostatics table
General Arrangement
Gambar 8 Lines plan MTNIRIA
34 Analisa Gerakan Kapal
Analisa gerakan dilakukan dengan bantuan
software MOSES Data- data yang diperlukan
untuk analisa gerakan menggunakan MOSES
adalah offset kapal yang digunakan program untuk
mngidentifikasi badan kapal untuk menghitung
luas volume dan displacement Proses tersebut
merupakan salah satu validasi MOSES
Data inputan yang digunakan dalam MOSES
antara lain data lingkungan seperti tinggi dan
periode gelombang kedalaman perairan tipe
gelombang arah sudut datang gelombang kondisi
kapal menyangkut draft kapal radius girasi
Tabel 2 Data Lingkungan
Parameter Value Unit
Kedalaman perairan 125 Meter
Tinggi gelombang signifikan
(H 13)
25 - 4 Meter
Periode gelombang 55 - 7 detik
Berikut ini ditampilkan keluaran MOSES dalam
bentuk visual dan grafik
Measurement Pemod
elan
MT
Niria
Persenta
se ()
LOA (m) 22855 22855 0
LPP (m) 21900 21900 0
B (m) 3220 3220 0
H (m) 1890 1890 0
T (m) 1221 1221 0
Displacement
(Ton)
72712 72682 0000412
76
WSA (m2) 107456 106835 0005813
6
AM (m2) 387271 3906 -
0008522
8
AW (m2) 651016 62826 0036221
6
LCB (m thd
AP)
11113 11510 -
0034491
7
LCF (m thd
AP)
-10580 - 10900
-002928
LKM (m) 299 29850 0001675
KB (m) 6368 6276 0014
Cb 082 0823 -000364
Cp 0832 0826 0007263
Cw 0919 0891 0031425
Cm 0985 0996 -001104
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
Gambar 9 Model MTNIRIA keluaran
MOSES
Gambar 10 Ilustrasi MTNIRIA dalam
kondisi mooring
Validasi Moses
Validasi MOSES dilakukan sama seperti yang
dilakukan pada Tugas Rancang I dimana validasi
dilakukan dengan membandingkan displacement
dari data yang sudah ad dengan keluaran MOSES
dimana perbedaan displacement tidak boleh dari
05
Gambar 11 Displacement keluaran MOSES
Dari gambar 11 didapat displacament keluaran
MOSES sebesar 743729 Ton Maka untuk
menhitung berapa besar koreksinya digunakan
rumus sebagai berikut
(32)
dari rumus tersebut ditemukan 023 Jadi model
keluaran MOSES valid untuk bisa digunakan ke
tahap selanjutnya
35 Response Amplitude Operator (RAO)
Dari Model MOSES tersebut divariasikan muatan
yang ada didalam tangki kapal sehingga bisa
menghasilkan output amplitudo respon sebagai
berikut
Gambar 12 Grafik RAO gerakan sway
Gambar 13 Grafik RAO gerakan heave
Gambar 14 Grafik RAO gerakan roll
MODEL MST NIRIA
Isometris
Depan
Samping
Atas
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
Grafik RAO untuk gerakan sway pada gambar
(12) mula-mula cenderung menurun secara gradual
kemudian naik sedikit dan kembali turun secara
drastis Kemudian dari grafik diatas dapat ditarik
kesimpulan bahwa pada gerakan sway dengan
muatan 80 memiliki amplitudo maksimal paling
kecil dibandingkan dengan tangki yang berisikan
muatan 50 30 dan 20 Dengan demikian
dapat dikatakan untuk gerakan sway bahwa
semakin besar muatan tangki maka amplitudonya
semakin kecil
Untuk gerakan heave pada gambar (13)
karateristikk dari masing-masing RAO hanya
berbeda ketika muatan berisikan 80 dimana
pada kondisi tersebut terdapat 2 puncak Mula-
mula grafik RAO naik hingga mencapai puncak
pada frekuensi 07 radsec kemudian menurun
secara gradual hingga frekuensi 1 radsec dan naik
lagi hingga frekuensi 12 radsec dan selanjutnya
menurun secara drastis Sedangkan untuk kondisi
muatan 50 30 dan 20 karaterisitik RAO
hampir sama dimana mula-mula grafik naik hingga
frekuensi tertentu dan selanjutnya menurun secara
gradual Dari grafik di atas juga dapat ditarik
kesimpulan bahwa semakin besar muatan tangki
maka amplitudo maksimal gerakan heavenya
semakin besar
Pada grafik RAO gerakan roll gambar (14)
karaterisktik hampir sama pada setiap variasi
muatan Mula-mula naik secara gradual hingga
frekuensi tertentu dan kemudian turun secara
gradual Dari grafik RAO gerakan roll tersebut juga
dapat disimpulkan bahwa momen maksimal
berbanding lurus dengan kondisi muatan di dalam
tangki Jadi semakin besar muatan di dalam tangki
maka momen gerakan roll juga semakin besar
Berikut adalah tabel frekuensi natural dari
masing-masing gerakan
Tabel 3 frekuensi natural gerakan
36 Coupling motion on the tank
Gerakan tangki akibat coupling motion
didapat dengan memilih Respon Amplitude
Operator yang terbesar dari setiap gerakan (sway
heave dan roll) Dari situ kita bisa dapat persamaan
dari ketiga gerakan setiap gerakan dan
selanjutnnya kita bentuk grafik dalam fungsi waktu
untuk setiap gerakan Maka dari grafik tersebut kita
bisa membaca bagaimana gerakan tangki pada
waktu tertentu akibat gerakan coupling sway
heave dan roll Berikut adalah grafik gerakan
tangki dalam kondisi waktu tertentu dengan
berbagai variasi muatan
Gambar 15 gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 80 load
Gambar 16 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 50 load
Gambar 17 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 30 load
Gambar 18 Gerakan tangki akibat coupling
motion kondisi 20 load
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
TIME (SECOND)
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 5 10 15 20
sway
heave
roll
-20
-10
0
10
20
0 5 10 15
sway
heave
roll
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
37 Analisis Tekanan pada tangki
Pada kondisi 80 seperti yang ditunjukan pada
gambar 19 ini didapat distribusi tekanan pada
dinding-dinding tangki dimana besar tekanan
maksimal untuk kondisi 80 ini sebesra 788 Pa
Kontour tekanan paling besar ditunjukan dengan
penggunaan warna merah Gambar distribusi
tekanan ini merupakan hasil output ANSYS Fluent
yang langsung menyeleksi tekanan maksimal yang
terjadi dalam rentang waktu 2 periode gerakan
gabungan dari Gambar grafik 15
Gambar 19 Kontour Pressure pada kondisi
muatan 80
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 50
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 418 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1360 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
50
Untuk tekanan maksimal pada kondisi 30
distribusi tekanan yang dihasilkan dari ANSYS
Fluent ditunjukan pada gambar 419 dimana
tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 1530 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
30
Sedangkan untuk tekanan maksimal pada kondisi
20 distribusi tekanan yang dihasilkan dari
ANSYS Fluent ditunjukan pada gambar 420
dimana tekanan maksimal yang terjadi pada kondisi
tersebut sebesar 2780 Pa
Gambar 20 Kontour Pressure pada kondisi
20
Dari hasil tekanan maksimal yang didapat pada
dinding tangki dapat dibuat suatu grafik yang
menunjukan hubungan antara tekanan dengan
variasi muatan yang dilakukan yang ditunjukan
pada Gambar 421
Gambar 21 Grafik hubungan tekanan dengan
variasi muatan
Gambar 21 menunjukan penurunan tekanan
maksimal yang terjadi pada dinding tangki
berbanding lurus dengan semakin besarnya muatan
di dalam tangki sehingga bisa disimpulkan bahwa
semakin besar muatannya maka semakin kecil
0
1000
2000
3000
0 50 100
Presure (Pa)
Tank Fill ( Persen)
Hubungan tekanan dengan Filling tank
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
tekanannya karena disebabkan oleh permukaan
bebas yang ada didalam tangki Jadi ketika tangki
permukaan bebasnya semakin besar maka momen
yang bekerja pada tangki akan semakin besar
sehingga adukan muatan semakin besar dan
menimbulkan tekanan yang besar pula
4 KESIMPULAN DAN SARAN
41Kesimpulan
1 Dari hasil perhitungan dengan MOSES
didapat peak Response Ampitude Operator
(RAO) dari gerakan sway heave dan roll
pada kondisi 80 muatan masing-masing
adalah 215 mm pada frekuensi 025
radsec 434 mm pada frekuensi 069
radsec dan 6523 degm pada frekuensi
078 radsec Untuk kondisi 50 muatan
peak RAO ketiga gerakan adalah 183
mm pada frekuensi 025 radsec 352
mm pada frekuensi 078 radsec dan
6281 degm dengan frekuensi 084
radsec Untuk kondisi 30 peak RAO
ketiga gerakan adalah 216 mm pada
frekuensi 025 radsec 296 mm pada
frekuensi 074 radsec dan 6066 degm
pada frekuensi 096 radsec Sedangkan
pada kondisi 20 muatan peak RAO
gerakan sway heave dan roll adalah 113
mm pada frekuensi 025 radsec 0655
mm pada frekuensi 025 radsec dan 568
degm pada frekuensi 115 radsec
2 Dari hasil pemodelan gerak fluida di
dalam tangki dengan ANSYS fluent di
dapat tekanan yang terjadi pada tangki
Dimana tekanan maksimal yang terjadi
berada pada dinding kanan bawah dan kiri
bawah tangki dimana dengan muatan 80
sebesar 788 Pa muatan 50 sebesar
1360 Pa muatan 30 sebesar 1530 Pa
dan untuk muatan 20 sebesar 2780 Pa
42 Saran
1 Untuk kasus tugas akhir ini bisa
dikembangkan dengan menggunakan
kondisi laut yang lebih real yaitu dengan
menggunakan gelombang irregular
dengan spektrum sesuai dengan daerah
operasi bangunan laut tersebut
2 Permodelan tangki bisa dibuat secara 3
dimensi dengan 6 derajat kebebasan
gerakan kapal agar lebih terlihat gerakan
fluida di dalam tangki secara keseluruhan
5 Daftar Pustaka
Bathacarya R Dynamic of Marine Vehicles John
Wiley and Sons Inc 1978
Chakrabarti S K Hydrodynamic of Offshore
Structure Springer Verlag Berlin1987
Chakrabarti SK Handbook Of Offshore
Engineering Volume 1 Offshore Structure
Analysis Inc 2004
Chen BF and Huang CF ldquoNonlinear
Hydrodynamic Pressure Generated by a
Moving High Rise Shore Cylinderrdquo Ocean
Engineering 24(3) 201-216 1997
Chen BFand Chiang HW rdquo Complete Two-
Dimensional Analysis of Sea-Wave-Induced
Fully Non-linear Sloshing Fluid in a Rigid
Floating Tankrdquo Ocean Engineering 27 953-
977 2000
Faltinsen OM ldquoA Numerical Non-linear Method
of Sloshing in Tanks with Two Dimensional
Flowrdquo J Ship Res 31(2) (1978) 125-135
2009
Francescutto et al ldquo An Experimental Study of the
Coupling Between Roll Motion and Sloshing
in a Comparmentrdquo Proceedings of thr Fourth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Osaka Japan 1994
Gaillarde G Ledoux A and Lynch M
rdquoCoupling Between Liquefied Gas and
Vesselrsquos Motion for Partially Filled Tanks
Effect on Seakeepingrdquo Design amp Operation of
Gas Carriers RINA London UK 2004
Huang TC(Ed) Engineering Mechanics Vol 2
DynamicsAddison-Wesley Publishing
Company Ltd Reading MA 1967
Indiyono P Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai SIC Surabaya 2003
Kim B and Shin YS ldquo Coupled Seakeeping with
Liquid Sloshing in Ship Tanks ldquo Proceedings
of the ASME 27th
International Conference on
Offshore Mechanics and Artic Engineering
Estoril Portugal 2008
Kim Y Nam BW Kim DW and Kim YS
ldquoStudy On Coupling Effect of Ship Motion
and Sloshingrdquo Ocean Engineering 34 2176-
2187 2007
Lee SJ Kim MH and Lee DH ldquoEffect of
LNG Tank Sloshing on The Global Motion
Of LNGrdquo Ocean Engineering 34 10-20
2007
Leick R ldquoConversion and New Buildrdquo FPSO
Workshop Proceedings Presentation 8 June
2000
Liu Z and Huang Y ldquoA New Method for Large
Amplitude Sloshing Problemsrdquo Journal of
Sound and Vibration 175 (2) 185-195 1994
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011
Mardiansah A ldquoAnalisisa Stabilitas Akibat Konversi
Motor Tanker (MT) Niria menjadi Mooring
Storage Tankerrdquo Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik
Kelautan ITS 2011
Molin B Remy F Rigaud S and De Jouette Ch
ldquoLNG-FPSOrsquos Frequency Domain Coupled
Analysis of Support and Liquid Cargo Motionrdquo In
Proceedings of the IMAM Conference Rethymnon
Greece 2002
Murtedjo M Teori Bangunan Apung Surabaya 1999
Nurfadiyah ldquoAnalisa Kekuatan Konstruksi Aft dan Bow
Chain Stopper Akibat Konversi Motor Tanker
menjadi Mooring Storage Tanker (MST)rdquo Tugas
Akhir S1 Jurusan Teknik Kelautan ITS 2011
Potthurst R ldquoTanker Conversion to FPSOrdquo OGP
Marine Risk Workshop Proceedings 2003
Seokkyu Cho et al ldquo Studies on the Coupled Dynamics
of Ship Motion and Sloshing including Multi-Body
Interactionsrdquo Proceedings of the seventeenth
International Offshore and Polar Engineering
Conference Lisbon Portugal 2007
wwwict-silatakses12November2011