Analisa Tahanan Total Lambung Kapal Pentamaran dengan Variasi Jarak Sidehull II Melintang dan Membujur Menggunakan Metode Eksperimental dan Simulasi CFD Abdul Qodir 1), Yanuar2) 1)
Mahasiswa Program S-1, Program Studi Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, UI 2)
Dosen Pembimbing, Program Studi Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, UI Abstrak
Indonesia sebagai negara salah satu negara kepulauan terbesar di dunia. Indonesia sangat membutuhkan kapal sebagi alat transportasi dan perdagangan. Kebutuhan kapal di Indonesia ditekankan pada aspek kapasitas muatan yang besar namun memiliki konsumsi bahan bakar rendah. Skripsi ini membahas tentang studi tahanan total konfigurasi sidehull II atau lambung sisi terluar model lambung kapal pentamaran dengan variasi jarak melintang S/L : 0,375, 0,325, 0,275 dan variasi R/L : 0,25, 0,05, dan -0,15. Penelitian bertujuan untuk mendapatkan konfigurasi dengan tahanan terendah sehingga dapat mengurangi konsumsi bahan bakar. Studi dilakukan dengan melakukan uji coba atau uji tarik di kolam/danau dengan kondisi air tenang (calm water) menggunakan data akuisisi dan simulasi menggunakan software ANSYS-Fluent. Hasil penelitian menunjukkan kurva tahanan total dan koefisien tahanan total masing-masing konfigurasi. Koefisien tahanan total memiliki kecenderungan naik pada angka Froude, Fr = 0,1-0,3, kemudian kurva turun pada Fr = 0,4 dan naik lagi pada Fr = 0,5. Pada Fr > 0,5 kurva terus mengalami penurunan. Pada Fr = 0,1-0,4 konfigurasi 3c memiliki nilai koefisien terendah, sedangkan pada Fr = 0,4-0,5 konfigurasi 2a memiliki nilai koefisien terendah. Pada Fr > 0,5 semua konfigurasi berhimpit atau memiliki perbedaan yang sangat kecil. Kata kunci: Tahanan total, pentamaran, side hull II Abstract Indonesia is one of the biggest archipelago in the world. Ships are the important things for the transportation tool and shipment in Indonesia. The needs of ship in Indonesia are focusing in the great load capacity, but with low fuel consumption. This thesis discusses the total resistance studies of side-hull II configuration or the outer side of the pentamaran hull with transverse distance variation S/L: 0.375, 0.325, 0.275 and the longitudinal variation of R/L: 0.25, 0.05 , and 0.15. This studies head for found out the optimum configuration which have the lowest resistance so it will reduce fuel consumption. Studies conducted by experiment or towing test at the towing tank or lake with calm water conditions using a data acquisition and simulation using ANSYS-Fluent software. Results showed total resistance curve and the total resistance coefficient of each configuration. Total resistance coefficient has a tendency to rise on the Froude number, Fr = 0.10.3, then curves dropped at Fr = 0.4 and rose again at Fr = 0.5. At Fr > 0.5 the curve continues to decline. At Fr = 0.1-0.4, 3c configuration has the lowest coefficient value, while at Fr = 0.4-0.5, 2a configuration has the lowest coefficient. At Fr> 0.5 all configurations coincide or have a very small difference. Key words: Total Resistance, pentamaran, side-hull II
1 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
1. Pendahuluan Indonesia merupakan negara terbesar ke-15 dunia. 2/3 luas wilayah Indonesia adalah laut yang menghubungkan ribuan pulau [1]. Sehingga moda transportasi laut sangat penting sebagai sarana penghubung antar pulau. Kapal sebagai moda transportasi laut terus mengalami perkembangan. Kebutuhan volume ruang yang besar, stabilitas yang tinggi, dan konsumsi bahan bakar yang rendah menjadi tantangan dalam perkembangan dunia perkapalan. Salah satu cara untuk mengurangi konsumsi bahan bakar adalah mengurangi tahanan kapal tersebut dengan membuat kapal-kapal modern [2].
Gambar 1.1 Metode pengurangan konsumsi bahan bakar.
Bentuk modern hull bermacam-macam, salah satunya adalah multihull. Jenis yang lebih terkenal dari multihull adalah katamaran [2]. Selain katamaran, masih ada jenis lain yaitu trimaran, tetramaran, dan pentamaran [3]. Tahanan atau resistance merupakan topik yang sering dibahas dalam tema pentamaran. Beberapa penelitian sudah dilakukan untuk mendapatkan konfigurasi pentamaran yang optimal. Wang [4] melakukan penelitian tentang olah gerak dan tahanan tambahan pada pentamaran pada keadaan bergelombang, Dudson [4] optimasi hidrodinamis lambung tengah pada pentamaran dengan panjang 290 m untuk memaksimalkan kecepatan dengan mesin yang sudah ada. Karena jumlah lambung yang banyak, banyak penelitian dilakukan pada variasi konfigurasi posisi lambung dengan tujuan mendapatkan tahanan yang lebih rendah. Seperti yang dilakukan oleh Liu [4] tentang optimasi lambung dan konfigurasi pada tahanan gelombang kecil pada pentamaran dan peng [3] telah menginvestigasi dua bentuk Wigley pentamaran. Untuk mengetahui bentuk konfigurasi posisi lambung-lambung pentamaran dengan tahanan terndah, maka dilakukan penelitian pada model lambung kapal pentamaran yang dibatasi pada variasi jarak sidehull II secara melintang dan membujur. Penelitian dilakukan menggunakan metode
2 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
eksperimental dengan uji tarik di kolam uji dan menggunakan simulasi CFD dengan ANSYS-Fluent untuk mengetahui kontur tekanannya. Penelitian dilakukan pada variasi konfigurasi melintang S/L :0,375, 0,325, dan 0,275, serta pada variasi konfigurasi membujur R/L :0,25, 0,05, dan -0,15. 2. Tinjauan Pustaka 2.1
Pentamaran Pentamaran merupakan kapal jenis multi-hull yang memiliki lima lambung kapal yang
dihubungkan dengan struktur dek tertentu [5]. Kapal pentamaran termasuk dalam kategori kapalkapal cepat atau lebih dikenal dengan High Speed Marine Vehicles (HSMV) [6]. Konfigurasi tertentu pada kelima lambung pentamaran diharapkan dapat mengurangi tahanan total kapal sehingga bisa menambah laju kapal . Beberapa design masih dalam pengembangan dipublikasikan oleh Nigel Gee and Associates Ltd [7] 1.
Bentuk lambung dan Konfigurasi Harvald [8] menyatakan bahwa tahanan kapal tergantung pada ukuran kapl, bentuk kapal, dan
kecepatan kapal. Bentuk lambung merupakan salah satu komponen penting dalam mendesain sebuah kapal karena menentukan besar-kecil tahanan yang timbul.. Design lambung pada kapal katamaran yang kecil/pipih dapat mengurangi gangguan permukaan air sehingga dapat mengurangi tahanan kapal [9]. Sepertihalnya katamaran, pentamaran didesain memiliki lambung sisi atau sidehull yang lebih kecil dibandingkan dengan mainhull-nya. Bentuk lambung yang digunakan pada model ini adalah bentuk round bilge. Bentuk dan konfigurasi lambung pada pentamaran memperngaruhi interferensi gelombang yang terjadi. Ackers et al [10] menyimpulkan bahwa fenomena interferensi bergantung pada sisi inboard lambung sisi. Lambung yang digunakan pada sidehull II adalah bentuk asymmetric outboard-hull atau flat-side inside mengacu pada design trimaran di bawah ini :
3 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
Gambar 2.1 Konfigurasi sidehull trimaran
2.2
Komponen Tahanan Kapal Tahanan total, RT terdiri dari sejumlah komponen yang berbeda yang diakibatkan oleh berbagai
macam penyebab dan saling berinteraksi [8]. Komponen tersebut terdiri dari tahanan gesek (RF), tahanan sisa (RR), tahanan viskos (RV), tahanan tekanan (RP), tahanan tekanan viskos (RVP), tahanan gelombang (RW), tahanan pola gelombang (RWP), tahanan pemecah gelombang (RWB), tahanan semprotan (RS). Selain itu ada tambahan komponen tahanan yang disebut added resistance, RA yang terdiri dari tahanan anggota badan (Appendage Resistance), tahanan kekasaran, tahanan udara, tahanan kemudi (Steering Resistance).
Berdasarkan pengelompokan berdasarkan media air oleh Sastrodiwongso.
Media air : o Tahanan gesek (RF) o Tahanan gelombang (RW) o Tahanan tekanan (RP)
Media udara: o Tahanan udara
Pada penelitian ini hanya dibawah tahanan total pada hasil uji tarik dan tahanan gesek dan tekanan pada simulasi CFD. Koefisien tahanan total dirumuskan sebagai
1 2
adalah tahanan total model, adalah kecepatan model, adalah luas permukaan basah model, dan adalah massa jenis air pada saat percobaan.
4 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
2.3
Simulasi Tahanan Model dengan CFD (Computational Fluid Dynamic) CFD (Computational Fluid Dynamic) atau komputasi fluida dinamis didefinisikan sebagi teknik
perhitungan
untuk
memprediksi
fenomena
dasar
aliran
yang
menggunakan
komputer
berkemampuan tinggi. CFD dapat memberikan penjelasan tentang pola aliran yang sulit dan tidak mungkin untuk diketahui dengan menggunakan teknik percobaan. Dalam analisa CFD terdapat tahapan yang harus dilakukan, yaitu: Pre Processor, Solver, dan Post Processor. Pre Processor adalah proses yang meliputi tahapan pembuatan geometri model tertentu, kemudian meshing, penentuan fluida properties, dan penentuan kondisi batas. Kemudian tahap Solver adalah tahapan proses iterasi dari komputer atau lebih umum dikenal dengan proses running. Selanjutnya adalah tahapan Post Processor yang meliputi penampilan hasil seperti gaya-gaya yang dicari, mis lift, dan drag, penampilan visualisasi, dan penampilan animasi. 3. Metodologi Penelitian 3.1
Rancangan Alat Uji Ukuran utama model lambung pentamaran dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 3. 1 Ukuran utama model lambung pentamaran
Ukuran Utama Main hull Sidehull I Sidehull II LOA
2,00 m
1,00 m
0,75 m
B1
0,20 m
0,10 m
0,07 m
T
0,07 m
0,07 m
0,06 m
H
0,15 m
0,15 m
0,14 m
CB
0,57
0,59
0,58
Cp
0,58
0,61
0,60
WSA
0,39 m2
0,18 m2
0,11 m2
∆
12,50 kg
3,25 kg
2,70 kg
5 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
Konfigurasi model lambung kapal pentamaran dapat dilihat pada gambar dibawh ini:
Gambar 3.1 Konfigurasi lambung pentamaran
Variasi konfigurasi dilakukan pada R/L : 0,25, 0,05, dan -0,15 dan variasi S/L :0,375, 0,325, serta 0,275. Untuk variasi R/L diberi simbol 1, 2, dan 3, dan untuk variasi S/L diberi simbol a, b, dan c agar memudahkan proses pengambilan data. Sedangkan model untuk simulasi CFD dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Model Simulasi CFD
6 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
Gambar 3.3 Variasi konfigurasi sidehull II
3.2
Tahapan Pengujian Tahap pengujian dalam pengambilan data untuk perhitungan tahanan kapal pentamaran
dengan konfigurasi R/L dan S/L adalah sebagai berikut: a. Menghubungkan motor penarik dengan AC voltage regulator, menghubungkan load cell dengan komputer dan mengikatkan tali pada load cell yang terhubung dengan motor penarik. b. Meletakkan load cell pada main hull. c. Menentukan jarak lintasan; garis start berada pada 3 m dari kondisi kapal diam dan garis finish berada pada 10 m dari garis start. 7 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
d. Menghubungkan lambung-lambung kapal model dengan rangka yang sudah diberi tanda. Side hull I (flat side) berada pada posisi tetap yaitu 0.3 m dari center line main hull dan jarak mid ship 0.5 m dari mid ship main hull. Side hull II berada pada posisi sesuai dengan variasi 1a. e. Meletakkan beban pada kapal model. Beban sebesar 8 kg pada main hull, 2 kg pada side hull I dan 1,5 kg pada side hull II, dan untuk mono hull diperlukan beban sebesar 15 kg untuk mencapai draft. f. Mengatur daya AC voltage pada tegangan tertentu sehingga kecepatan model 0.443 m/s untuk Fr = 0,1. Saat AC voltage regulator menunjuk daya tertentu (V), motor penarik mulai bergerak. Saat haluan kapal model melewati garis start, stopwatch dijalankan berbarengan dengan software pembaca pada komputer. g. Menghentikan stopwatch berbarengan dengan menghentikan software pada komputer ketika haluan kapal model melewati garis finish. h. Mencatat waktu yang tertera pada stopwatch dan menyimpan data yang terbaca pada software. i. Mengulangi langkah f sampai h untuk Fr = 0, 2, 0,3, 0,4, sampai 1 j. Mengulangi langkah d sampai h untuk variasi 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, dan 3c. 4. Hasil dan Analisa 4.1
Hasil Simulasi CFD 1.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :0,25
0,022
0,040
0,020 0,035
0,018
0,014 0,012
1a 1b 1c
0,010
1a 1b 1c
0,030 Cvp
CF
0,016
0,025 0,020
0,008 0,006
0,015 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Fr
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Fr
Gambar 4.1 Kurva tahanan dan koefisien gesek dan tekanan konfigurasi 1a
Gambar di atas adalah kurva koefisien tahanan gesek dan koefisien tahanan tekanan berdasarkan angka Froude. Hasil di atas menunjukkan bahwa tahanan gesek lebih kecil 8 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
dibandingkan dengan tahanan tekanan. Pada kedua kurva tersebut dapat disimpulkan bahwa konfigurasi 1c memiliki tahanan yang lebih kecil diantara 1a dan 1b. 2.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :0,05 0,022
0,035
0,020 0,018
2b
2b 0,014
2a
CVP
CF
0,030
2a
0,016
2c
0,025
2c
0,012 0,010
0,020
0,008 0,006
0,015
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Fr
Fr
Gambar 4.2 Kurva tahanan dan koefisien gesek dan tekanan konfigurasi 1b
Sama seperti gambar sebelumnya, konfigurasi dengan nilai tahanan terendah adalah konfigurasi 2c diantara konfigurasi 2a dan 2b. Artinya semakin dekat posisi lambung II terhadap lambung satu secara melintang maka tahanan tekanan dan geseknya semakin kecil. 3.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :-0,15
0,021
0,040
0,019 0,035
0,017
0,013
3a
3a 3b 3c
3b
0,030 CVP
CF
0,015
3c 0,025
0,011 0,009
0,020
0,007 0,005
0,015 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Fr
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Fr
Gambar 4.3 Kurva tahanan dan koefisien gesek dan tekanan konfigurasi 1c
Kesimpulan pada gambar 4.2 berlaku juga pada gambar di atas. Semakin mendekati lambung I, tahanan gesek dan tahanan tekanan semakin kecil.
9 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
4.2
Hasil Uji Tarik 1.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :0,25
103 CT
S/L :0,375
14
S/L : 0,325
S/L : 0,275
13 12 11 10 9 8 7 6 5 0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fr Gambar 4.4 Kurva koefisien tahanan total variasi S/L pada konfigurasi R/L :0,25
Berdasarkan kurva di atas, semua konfigurasi hampir memiliki nilai koefisien yang sama karena kurvanya saling berhimpit satu sama lain. Namun pada Fr tertentu kurva terlihat tidak berhimpit seperti pada titik Fr = 0.2, 0.3, dan 0,5. Pada Fr = 0,2, konfigurasi S/L :0,275 memiliki koefisien tahanan total terbesar. Kemudian konfigurasi S/L :0,325 dan terakhir konfigurasi S/L :0,375. Hal ini terlihat bahwa semakin dekat sidehull II pada sidehull I maka tahanannya semakin besar. Kondisi tersebut juga terjadi pada Fr = 0,3. Begitu juga pada Fr = 0,5 walaupun tidak begitu terlihat perbedaannya karena terlalu kecil, namun jika melihat data pada subbab 4.2 (skripsi) maka akan terlihat perbedaannya. Pada Fr diatas 0,5 koefisien tahanan ketiga konfigurasi terus turun. Hal ini membuktikan bahwa interaksi antar lambung pada model lambung kapal pentamaran berpengaruh cukup besar pada perbedaan tahanan total. Jika ditinjau pada tekanan sekitar lambung, berdasarkan data kontur hasil simulasi Gambar 4.3.2 (skripsi) pada Fr = 0,3 maka konfigurasi S/L :0,275 memiliki tekanan tertinggi, kemudian S/L :0,325, dan terendah S/L :0,375. Hal ini dapat terjadi karena ada penurunan kecepatan aliran antara sidehull II dan sidehull 1 jika semakin didekatkan, yang kemudian menyebabkan kenaikan tekanan. Interaksi antar lambung juga menyebabkan timbulnya interferensi gelombang. Interferansi ini dapat melemahkan atau menguatkan. Interferensi yang melemahkan menyebabkan tahanan gelombang dapat berkurang, begitu sebaliknya. Setiap konfigurasi S/L pada Fr = 0,3 tampak 10 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
memiliki interferensi yang menguatkan, sebaliknya pada Fr = 0,4 interferensi gelombang saling melemahkan. Pada Fr = 0,3, terjadi inteferensi menguatkan saat sidehull II mendekati sidehull I, sebaliknya pada Fr = 0,4, semakin mendekati sidehull I koefisiennya semakin berkurang. Bukti interferensi ini sangat sulit diamati melalui penglihatan mata langsung pada uji tarik dengan model ukuran kecil, sehingga perlu analisa lebih lanjut mengenai interaksi gelombang pada konfigurasi tersebut. 2.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :0,05 S/L : 0,375
103 CT 13
S/L : 0,325
S/L : 0,275
12 11 10 9 8 7 6 5 0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fr Gambar 4.5 Kurva koefisien tahanan total variasi S/L pada konfigurasi R/L :0,05
Kecenderungan variasi kurva koefisien tahanan total S/L pada R/L :0,05 terbalik dengan R/L :0,25. Pada konfigurasi ini, koefisien tahanan S/L :0,275 justru terendah, S/L :0,325 lebih besar, dan koefisien tahanan S/L :0,375 terbesar. Jadi urutannya seperti berikut: S/L :0,375 > S/L :0,325 > S/L :0,275 pada Fr = 0,2 dan 0,3. Sedangkan sebaliknya pada Fr = 0,4 dan 0,5 urutan koefisien tahanan sebagai berikut: S/L :0,375 < S/L :0,325 < S/L :0,275. Pada Fr > 0,5 semua koefisien variasi S/L terus menurun. Fenomena interferensi pada variasi S/L berdasarkan R/L :0,05 juga terbalik dengan R/L :0,25. Karena secara membujur konfigurasi sidehull II lebih maju dibandingkan sidehull I, hanya sedikit bagian lambung sidehull II yang berinteraksi dengan sidehull I, sehingga pada jarak lebih dekat dengan sidehull II koefisien tahanannya lebih kecil. Interaksi dengan lambung utama juga menyebabkan koefisien S/L :0,275 menjadi terendah, karena terjadi petemuan lembah gelombang lambung utama dengan gunung gelombang sidehull II. Semakin menjauh dari sidehull II, lembah gelombang lambung utama mulai menghilang sedangkan gunung gelombang sidehull II belum menghilang. 11 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
Berdasarkan kontur tekanannya (Gambar 4.3.4), terlihat bahwa pada Fr = 0,3 konfigurasi S/L :0,375 memiliki tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan variasi S/L :65/500 lebih tinggi dari variasi S/L :0,275. Hal ini mendukung analisa bahwa semakin mendekati sidehull I, koefisien tahanan total semakin kecil pada konfigurasi R/L :0,05 dan pada nilai Froude 0,3. Demikian pula pada Fr = 0,2, nilai koefisien tahanan viskos totalnya semakin kecil ketika jarak lambung semakin mendekat. Namun pada Fr = 0,4 nilai koefisien tahanan viskos total tetap turun, berbeda dengan koefisien total hasil uji tarik. Hal ini terjadi karena pengaruh tahanan viskos sangat kecil terhadap tahanan total. 3.
Konfigurasi S/L :0,375, 0,325, 0,275 pada R/L :-0,15
103 CT 12
S/L : 0,375
S/L : 0,325
S/L : 0,275
11 10 9 8 7 6 5 0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Fr
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Gambar 4.6 Kurva koefisien tahanan total variasi S/L pada konfigurasi R/L :0,05
Berdasarkan kurva di atas dapat dilihat bahwa pada Fr = 0,1 – 0,4 koefisien tahanan total semakin turun seiring semakin mendekatnya lambung II terhadapa lambung I. Sebaliknya pada Fr = 0,5 – 0,7 koefisien semakin naik ketika jarak lambung semakin dekat denga lambung I dan kemudian memiliki nilai yang sama pada Fr > 0,7. Jika ditinjau berdasarkan data koefisien viskos totalnya, kurva di atas sesuai dengan kecenderungan kurva pada data simulasi untuk Fr = 0.1- 0,4. Namun berkebalikan pada Fr > 0,5. Menurut data simulasi, koefisien total viskos terus turun pada Fr = 0,1-1. Hal ini jelas bahwa ada pengaruh interferansi gelombang yang lebih dominan. Pada Fr > 0,5 terlihat terjadi interferensi menguatkan antara gelombang dari lambung utama. Interferensi yang terjadi pada S/L :0,275 lebih besar dibandingakan yang terjadi pada S/L :0,375. Sedangkan pada Fr = 0.1-0,4 terjadi interferansi yang menyebabkan koefisien tahanan total lebih kecil pada jarak lambung yang semakin dekat.
12 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
RT (N)
4.3
Analisa
30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
1a (S/L:0,375 R/L:0,25) 1b (S/L:0,325 R/L:0,25) 1c (S/L:0,275 R/L:0,25) 2a (S/L:0,375 R/L:0,05) 2b (S/L:0,325 R/L:0,05) 2c (S/L:0,275 R/L:0,05) 3a (S/L:0,375 R/L:-0,15) 3b (S/L:0,325 R/L:-0,15) 3c (S/L:0,275 R/L:-0,15)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Fr Gambar 4.7 Kurva tahanan total pada berbagai konfigurasi
Gambar di atas menunjukkan tahanan total seluruh konfigurasi model lambung kapal pentamaran sebagai fungsi angka Froude. Koordinat Y menyatakan tahanan total (RT) dalam satuan Newton (N) dan koordinat X adalah angka Froude (Fr). Tahanan total setiap konfigurasi memiliki nilai yang berbeda2 namun hanya sedikit perbedaanya. Perbedaan tersebut lebih terlihat jelas pada Fr = 0,25-0,6. Pada Fr > 0,6 kurva tahanan setiap konfigurasi hampir sama sehingga tidak ditampilkan dalam gambar di atas. Pada Fr = 0.3 terlihat perbedaan yang cukup jelas antara kurva tahanan total masing-masing konfigurasi. Konfigurasi 1c memiliki nilai tahanan total tertinggi pada Fr tersebut dan konfigurasi 3c memiliki nilai terendah. Sedangkan pada Fr = 0,6 konfigurasi 3c memiliki nilai tahanan total diantara atau di tengah semua konfigurasi, sementara konfigurasi 1a masih memiliki nilai tertinggi. Pada Fr = 0,6-0,7 terlihat bahwa tahanan konfigurasi 3c menjadi lebih tinggi diantara konfigurasi lainnya. Analisa mengenai tahanan lebih umum dinyatakan dalam koefisien. Koefisien untuk tahanan total disebut koefisien tahanan total (total resistancce coefficient) yang diberi simbol CT. Gambar dibawah ini menunjukkan kurva CT seluruh konfigurasi uji tarik model lambung kapal pentamaran.
13 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
14
1a (S/L:0,375 R/L:0,25) 1b (S/L:0,325 R/L:0,25) 1c (S/L:0,275 R/L:0,25) 2a (S/L:0,375 R/L:0,05) 2b (S/L:0,325 R/L:0,05) 2c (S/L:0,275 R/L:0,05) 3a (S/L:0,375 R/L:-0,15) 3b (S/L:0,325 R/L:-0,15) 3c (S/L:0,275 R/L:-0,15)
13 12 11
103 CT
10 9 8 7 6 5 0,0
0,1
0,2
0,3
0,4 Fr
0,5
0,6
0,7
0,8
Gambar 4.8 Kurva koefisien tahanan total pada berbagai konfigurasi
Koordinat sumbu Y adalah koefisien tahanan total dalam 103 atau seribu kalinya, artinya untuk nilai 7 berarti nilai sesungguhnya adalah 0,007. Pada kurva di atas dapat dilihat bahwa semua kurva koefisien tahanan total memiliki kecenderungan yang sama. Pada Fr = 0,1-0.3 koefisien tahanan seluruh konfigurasi mengalami kenaikan, dan kenaikan yang signifikan terjadi antara Fr = 0,2 dan 0,3. Kemudian pada Fr = 0,3-0,4 kurva cenderung turun dan kembali naik pada Fr = 0,5 dengan nilai tidak melebihi pada Fr = 0,3. Selanjutnya pada Fr > 0,5 koefisien terus menurun dengan perbedaan antar konfigurasi sangat kecil. Dapat disimpulkan bahwa koefisien tahanan terbesar terjadi pada Fr = 0,3 untuk seluruh konfigurasi. Jika ditinjau secara keseluruhan konfigurasi lambung, maka konfigurasi 3c memiliki koefisien tahanan total terendah pada Fr = 0,2-0,4 dengan 11,335 × 10 . Sedangkan pada Fr = 0,5 konfigurasi 2a memiliki koefisien tahanan total terendah dengan CT = 8,862 × 10.
14 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
5. Kesimpulan dan Saran 5.1
Kesimpulan 1. Lambung kapal pentamaran memiliki kelebihan area dek yang luas, stabilitas yang tinggi, serta tahanan yang lebih rendah dibandingkan dengan kapal konvensional monohull pada displacement yang sama. 2. Jumlah lambung yang banyak pada kapal pentamaran memberikan banyak pilihan konfigurasi posisi antar lambungnya baik secara melintang (S/L) maupun secara membujur (R/L). 3. Pada angka Froude, Fr = 0,2- 0,4, konfigurasi 3c atau rasio S/L: 0,275 dan rasio R/L: 0,15 memiliki koefisien tahanan terendah yaitu dengan nilai 11,335 × 10 . Konfigurasi tersebut memberikan kesimpulan bahwa pada angka Froude yang rendah, semakin posisi sidehull II mendekati haluan lambung utama secara melintang dan membujur maka tahanannya semakin kecil. 4. Konfigurasi 2a yaitu dengan rasio S/L: 0,375 dan rasio R/L: 0,05 memiliki koefisien tahanan total terendah pada rentang Fr = 0,4-0,5 dengan nilai 8,862 × 10 pada Fr = 0,5. 5. Perbedaan tahanan tertinggi dan terendah pada Fr = 0,3 adalah 13,34% dan pada Fr = 0,4 adalah 7,54% serta pada Fr = 0,5 adalah 2,90%. 6. Seluruh konfigurasi memiliki kurva koefisien tahanan total yang sama atau berhimpit pada rentang Fr > 0,5. 7. Hasil penelitian merekomendasikan untuk kapal pentamaran dengan kecepatan rendah menggunakan konfigurasi side-hull II pada rasio S/L: 0,275 dan rasio R/L: - 0,15, untuk kapal pentamaran dengan kecepatan tinggi menggunakan konfigurasi side-hull II pada rasio S/L: 0,375 dan R/L: 0,05
5.2
Saran 1. Perlu dilakukan penelitian pada konfigurasi yang berbeda untuk mendapatkan konfigurasi yang lebih optimum. 2. Penelitian mengenai interaksi atau interferensi masing-masig komponen tahanan perlu dilakukan . 3. Studi lebih lanjut mengenai efek interaksi antar lambung yang menyebabkan inferensi gelombang sangat diperlukan pada kapal pentamaran
15 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
DAFTAR PUSTAKA [1] Sutisna, Sobar.Kemungkinan Luas Laut Sebagai Bagian dari Luas Wilayah dalam Penentuan DAU.Badan Koordinasi Survei Dan Pemetaan Nasional (BAKOSURTANAL). Makalah Presentasi Workshop Nasional, Jakarta 2006. [2] Seif, Mohammad Saeed.,Mohammad Taghi Tavakoli (2004).New Technologies for Reducing Fuel Consumption in Marine Vehicles.XVI Symposium SORTA 2004. [3] Peng, Hongxuan.2001.Numerical
Computation of
Multi-Hull Ship Resistance and
Motion.National Library of Canada: Ottawa [4] International Towing Tank Conference (ITTC) 2011. The Specialist Committee on High Speed Craft.Final Report and Recommendations to 26th ITTC: Rio the Janeiro. [5] Tarafder, Md. Shahjada, dkk (2010).Computation of Wave-Making Reistance of Tetramaran Hull in Unbounded Water.Proceeding of MARTEC 2010 The International Conference on Marine Technology 2010 BUET, Dhaka,Bangladesh. [6] Faltinsen, Odd M.1944.Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles.New York:Cambridge University Press [7] Gee, Nigel.2005. “Application of The Pentamaran Hull Form for Fast Sealifts and Freight Applications”. Dipresentasikan pada National Shipbuilding Research Program. BMT Nigel Gee and Associates Ltd. [8]
Harvald,
SV.AA
(1992).Tahanan
dan
Propulsi
Kapal-Penerjemah,
Ir.
Jusuf
Sutomo.Surabaya:Airlangga University Press. [9] Indrawati, Ragil Tri (2012). Skripsi: Analisa Hambatan Total Katamaran dengan Konfigurasi Jarak Lambung Secara Melintang (S/L). Universitas Indonesia. Depok [10] Sahoo, PK and Mynard, T dan Mikkelsen, J and Mc Greer,D (2008). Numerical and Experimental Study of Wave Resistance for Trimaran Hull Forms.dipublikasikan pada: HIPER ’08The 6th International Conference on High-Performance Marine Vehicles, 16th-18th September, 2008, Naples, Italy.
16 Analisa tahanan ..., Abdul Qodir, FT UI, 2013
