M.Mustaghfirin 4307.100.095 Ir. Wisnu W, SE, M.Sc, Ph.D Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT
Kapal Perang CrocodileHydrofoil (KPC-H)
kapal selam dan kapal hidrofoil
karena sifatnya yang multifungsi, relatif investasi rendah serta dapat diluncurkan dari kapal perang
Perlu diperhatikan pembebanan pada KPCH pada saat mengapung maupun menyelam.
Variasi draft
berpengaruh terhadap gaya, tekanan dan distribusi tegangan pada KPCH
Perumusan Masalah Bagaimana
pengaruh variasi draft Kapal Perang Crocodile Hidrofoil (KPC-H) terhadap gaya dan tekanan yang dihasilkan pada saat proses penyelaman? Bagaimana distribusi tegangan pada Kapal Perang Crocodile Hidrofoil (KPC-H) pada setiap draft saat proses penyelaman?
Manfaat Memberikan
informasi jenis kapal untuk keperluan militer
Memberikan
informasi penggunaan hidrofoil pada kapal selam
membangun
karakter bangsa yang inovatif dan bangga akan produk lokal
Batasan Masalah Analisa
dilakukan dengan variasi draft yaitu: 1, 3, dan 5 meter. Data lingkungan yang dimasukkan adalah tinggi gelombang, kecepatan arus max dan kedalaman. Gaya arus hanya dipertimbangkan untuk arus yang datang dari depan/belakang kapal. Beban angin yang mengenai KPCH pada saat draft 1 m di abaikan. Pemodelan lokal analisis dilakukan untuk keseluruhan kapal.
Beban
yang dimasukan ke dalam analisis saat kapal menyelam adalah pengaruh gaya gelombang, kecepatan arus, dan hydrostatic pressure. Gerak kapal yang ditinjau adalah enam derajat kebebasan yaitu: surge, sway, heave, roll pitch dan yaw. Analisa dilakukan pada saat kapal diam (tidak memiliki kecepatan) Stabilitas kapal serta analisa ballasting tidak dilakukan dalam penelitian tugas akhir ini.
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
Prinsip kerja kapal selam 2. Penggunaan Hidrofoil - pengertian hidrofoil - kapal hidrofoil - konfigurasi hidrofoil - susunan foil 3. Konsep Pembebanan saat Menyelam 4. Metode Elemen Hingga 1.
METODOLOGI PENELITIAN Mulai Mengumpulkan literature / referensi yang sesuai dengan permasalahan Mencari data kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h)
Mengumpulkan data lingkungan
Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di MOSES 7.0 untuk masing-masing draft
Sesuai dgn data?
tidak ya
Mencari gaya di MOSES 6.0 untuk masing-masing draft Menghitung beban-beban yang bekerja pada kapal, dari running MOSES 6.0 dan running CFX (untuk mendapatkan pressure akibat gaya arus dan gaya pressure)
METODOLOGI PENELITIAN A
Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di ANSYS 13.0
Memasukkan beban-beban yang bekerja pada model Running model untuk mendapatkan stress maksimum pada masing-masing draft ya Analisa dan pembahasan
Selesai
tidak
METODOLOGI PENELITIAN Studi
Literatur dan pengumpulan
data. Pemodelan struktur. Analisa dinamis Analisa tegangan lokal pada struktur kapal perang crocodile hidrofoil Kesimpulan
PEMODELAN Data Konfigurasi struktur Dimensi KPC-H Loa (m) B (m) H (m) T (m)
11.7
2.8
2.287
-
PEMODELAN
Data Lingkungan
Depth : 15 m Wave Height :2m Periode :8s : 0.62 m/s Kecepatan arus Analisa karakteristik gerak KPC-H dilakukan dengan menggunakan arah datang gelombang (heading) 00 , 450 dan 900 untuk enam derajat kebebasan.
PEMODELAN
Data Material & Ketebalan spesifikasi material yang digunakan untuk KPCH adalah alloy 5083 – H111, yang memiliki yield stress 125 Mpa. tebal pelat 12 mm untuk bagian keel, tebal pelat 10 mm untuk bagian bawah kapal, tebal pelat 8 mm untuk bagian samping kapal dan tebal pelat 6 mm untuk bagian atas kapal dan bagian penutup kapal.
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak atas
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak depan
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak samping
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak isometri
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 1 m
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 3 m
PEMODELAN Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 5 m
PEMODELAN Pemodelan struktur di AUTOCAD 3D
Pemodelan AUTOCAD 3D KPCH
PEMODELAN Pemodelan struktur di ANSYS CFX
Pemodelan ANSYS CFX untuk draft 1 m
PEMODELAN Pemodelan struktur di ANSYS
Pemodelan ANSYS KPCH
Analisa Beban Dinamis Dilakukan analisa gerakan KPC-H menggunakan model dengan variasi draft 1, 3 dan 5 meter, serta variasi arah datang gelombang, yaitu 00, 450, dan 900. Karakteristik gerakan KPC-H dapat dilihat pada RAO (Response Amplitude Operators) untuk 6 derajat kebebasan
PEMODELAN Contoh RAO untuk Gerakan Surge arah 00
PEMODELAN Statistik untuk Gerakan Surge arah 00 Statistik Root Mean Square Ave of 1/3 Highest Maximum
Surge arah 0 (m) 1 3 5 0.237
5.045
0.096
0.475
10.091
0.245
0.883
18.769
0.357
Beban Gelombang Input di ANSYS Arah pembebanan dan draft
acceleration Max (a)
draft 1m arah 0
Surge (m/s2) 0.883
Sway (m/s2) 0.079
Heave (m/s2) 0.696
draft 1m arah 45
1.105
0.120
draft 1m arah 90
0.143
draft 3m arah 0
Roll Pitch (rad/s) (rad/s)
Yaw (rad/s)
0.302
1.443
0.538
1.299
0.460
2.228
0.820
0.215
2.370
0.770
3.935
1.415
0.948
0.306
0.854
0.915
5.731
0.953
draft 3m arah 45
0.083
0.424
1.712
1.687 15.512
1.400
draft 3m arah 90
1.846
0.673
4.176
3.192 31.425
1.988
draft 5m arah 0
0.071
0.217
0.166
3.959
2.050
0.735
draft 5m arah 45
0.181
0.324
0.252
5.551
3.089
1.036
draft 5m arah 90
0.357
0.407
0.434
6.849
3.702
1.933
Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX Pressure (Pa)
Draft 1 m
Samping kiri
0.2338
Samping kanan
0.2338
Bawah
0.09614
Atas
-
Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX Pressure (Pa)
Draft 3 m
Samping kiri
0.1617
Samping kanan
0.1617
Bawah
0.2407
Atas
0.003613
Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX
Pressure (Pa)
Draft 5 m
Samping kiri
0.16
Samping kanan
0.16
Bawah
0.2343
Atas
0.008564
Contour Stress Draft 1 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 1 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 1 m, Heading 90o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 90o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 90o
Draft (m) 1 1 1 3 3 3 5 5 5
Arah (deg) 0 45 90 0 45 90 0 45 90
Max Equivalent Stress (Mpa) 42.2 41.5 42.6 37.2 74.7 110 12 24.1 58.7
Max Equivalent Strain (m/m) 0.00059384 0.00058431 0.00060051 0.00052405 0.0010527 0.0015507 0.00016932 0.00033899 0.00082679
Secara
keseluruhan dari hasil running ANSYS 13.0 didapatkan hasil tegangan maksimum yang terjadi pada kepala dan sayap bagian bawah kapal. Hasil tegangan maksimum ini diperoleh pada saat draft 1, 3 dan 5 meter dengan arah datang gelombang 0°, 45° dan 90°. Tegangan terbesar dari variasi draft diatas terjadi pada saat draft 3 meter, dengan nilai tinggi gelombang sebesar 2 meter serta kecepatan arus 0.62 m/s.
running
dgn MOSES 6.0 didapatkan percepatan gerakan kapal akibat variasi draft dan draft 3 m memiliki percepatan yang paling maksimum. Untuk pressure di ANSYS Workbench CFX didapatkan variasi dan nilai pressure untuk masing-masing draft Dengan adanya variasi draft, maka ada perubahan distribusi dan nilai stress pada struktur KPCH, dan stress maksimum terjadi pada draft 3 m dan heading 90o. Stress yang dihasilkan untuk setiap draft dan heading gelombang, kurang dari tegangan yield alluminium alloy yaitu 125 Mpa.
