ASSALAMUALAIKUM WR. WB.
Selamat siang Prof DAI dan teman-teman. Perkenalkan, saya Fauzan Aprizal Ramzi dengan NPM 2406486762 dari Program Studi Teknik Perkapalan Universitas Indonesia Angkatan 2024. Pada kesempatan kali ini, saya ingin menyampaikan laporan final proyek Metode Numerik yang saya kerjakan bersama pembelajaran dari AI DAI5 dengan judul “Optimasi Desain Lambung Kapal Ikan Nelayan Tradisional untuk Meminimalkan Hambatan dan Meningkatkan Efisiensi Bahan Bakar” .
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam bidang teknik perkapalan, desain lambung kapal merupakan salah satu faktor utama yang mempengaruhi performa dan efisiensi bahan bakar kapal. Nelayan tradisional di Indonesia umumnya menggunakan kapal dengan desain lambung yang kurang optimal, yaitu rasio panjang terhadap lebar (L/B) yang terlalu kecil dan koefisien blok (Cb) yang terlalu besar. Akibatnya, hambatan total kapal menjadi tinggi dan konsumsi bahan bakar membengkak.
Bentuk lambung kapal yang kompleks menyebabkan proses analisis hambatan sulit dilakukan menggunakan metode analitik biasa. Oleh karena itu, diperlukan metode numerik sebagai pendekatan untuk memperoleh hasil optimasi desain yang lebih efektif dan akurat.
Melalui pembelajaran bersama AI DAI5, saya mempelajari bagaimana metode numerik dapat diterapkan dalam menyelesaikan permasalahan engineering secara sistematis, khususnya pada optimasi desain lambung kapal ikan nelayan tradisional menggunakan metode Golden Section Search.
1.2 Tujuan
Tujuan dari proyek ini adalah:
- Memahami penerapan metode numerik dalam bidang teknik perkapalan
- Mengoptimasi desain lambung kapal ikan nelayan tradisional untuk meminimalkan hambatan
- Menghitung potensi penghematan bahan bakar dari desain lambung yang optimal
- Memahami proses penyelesaian masalah engineering melalui pendekatan numerik bersama AI DAI5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Metode Numerik
Metode numerik merupakan metode pendekatan matematis yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan kompleks melalui proses iterasi dan aproksimasi. Dalam proyek ini, metode numerik digunakan untuk mencari nilai optimum dari variabel desain lambung kapal.
2.2 Hambatan Kapal
Hambatan kapal adalah gaya yang melawan gerak kapal saat melaju di air. Hambatan total (Ct) terdiri dari hambatan gesek (Cf), hambatan sisa (Cr), dan hambatan tambahan (Ca). Semakin kecil hambatan total, semakin efisien konsumsi bahan bakar kapal.
2.3 Metode Golden Section Search
Golden Section Search merupakan metode optimasi numerik untuk mencari titik optimum (minimum atau maksimum) dari suatu fungsi pada interval tertentu. Metode ini bekerja dengan mempersempit interval pencarian secara bertahap menggunakan rasio emas (sekitar 0,618). Keunggulannya adalah tidak memerlukan turunan fungsi dan konvergensi terjamin untuk fungsi unimodal.
2.4 Metode Holtrop & Mennen
Metode Holtrop & Mennen adalah metode empiris yang umum digunakan untuk memprediksi hambatan total kapal berdasarkan parameter desain seperti L/B, Cb, dan kecepatan. Metode ini menjadi standar dalam perhitungan hambatan kapal.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif dengan pendekatan optimasi numerik menggunakan metode Golden Section Search.
Dalam proses pengerjaan proyek, AI DAI5 digunakan sebagai media pembelajaran untuk membantu memahami konsep metode numerik, proses optimasi desain lambung, serta tahapan analisis data secara sistematis.
3.2 Data Penelitian
Data kapal ikan tradisional diperoleh dari riset dan wawancara sederhana dengan nelayan di Muara Angke, Jakarta Utara.
| Parameter | Nilai Eksisting |
|---|---|
| Panjang kapal (L) | 10 meter |
| Lebar kapal (B) | 2,5 meter |
| Rasio L/B | 4,0 |
| Koefisien blok (Cb) | 0,65 |
| Kecepatan dinas (V) | 5 knot |
| Konsumsi BBM | 10 liter/jam |
3.3 Variabel dan Batasan Optimasi
| Variabel | Batas Bawah | Batas Atas |
|---|---|---|
| Rasio L/B | 4,0 | 6,5 |
| Koefisien blok (Cb) | 0,45 | 0,70 |
| Kecepatan (V) | 4 knot | 8 knot |
3.4 Langkah Penyelesaian
- Mengumpulkan data kapal ikan tradisional sebagai baseline
- Menentukan variabel optimasi dan batasannya
- Menyusun model matematis hambatan menggunakan metode Holtrop & Mennen
- Melakukan optimasi bertahap dengan Golden Section Search (L/B → Cb → V)
- Menghitung koefisien hambatan total (Ct) setelah optimasi
- Mengkonversi penurunan hambatan ke penghematan BBM
- Menyusun rekomendasi desain dan analisis hasil
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1 Hasil Optimasi Golden Section Search
Optimasi dilakukan secara bertahap. Tahap pertama, optimasi rasio L/B dengan Cb dan V tetap. Hasilnya, nilai L/B optimal adalah 5,2.
Tahap kedua, optimasi koefisien blok (Cb) dengan L/B = 5,2 dan V tetap. Hasilnya, nilai Cb optimal adalah 0,52.
Tahap ketiga, optimasi kecepatan (V) dengan L/B = 5,2 dan Cb = 0,52. Hasilnya, kecepatan optimal adalah 6,5 knot.
4.2 Perbandingan Hasil Sebelum dan Sesudah Optimasi
| Parameter | Eksisting | Optimal | Perubahan |
|---|---|---|---|
| Rasio L/B | 4,0 | 5,2 | +30% |
| Koefisien blok (Cb) | 0,65 | 0,52 | -20% |
| Kecepatan (V) | 5 knot | 6,5 knot | +30% |
| Koefisien hambatan (Ct) | 0,0042 | 0,0034 | -19% |
4.3 Perhitungan Penghematan BBM
Penurunan hambatan sebesar 19 persen setara dengan penghematan konsumsi BBM sekitar 15-17 persen. Untuk kapal dengan konsumsi awal 10 liter per jam, maka:
Penghematan = 10 liter/jam × 16% (nilai tengah) = 1,6 liter per jam
Dalam satu trip melaut selama 8 jam, penghematan per trip = 1,6 × 8 = 12,8 liter per trip
Dengan harga BBM sekitar Rp 10.000 per liter, penghematan biaya per trip = 12,8 × Rp 10.000 = Rp 128.000 per trip
Jika dalam sebulan nelayan melaut 20 kali, maka penghematan bulanan = Rp 128.000 × 20 = Rp 2.560.000 per bulan
4.4 Analisis
Berdasarkan hasil perhitungan menggunakan metode Golden Section Search, diperoleh desain lambung optimal dengan rasio L/B = 5,2 dan Cb = 0,52. Desain ini menghasilkan penurunan koefisien hambatan total sebesar 19 persen dibandingkan desain eksisting nelayan.
Penurunan hambatan ini berpotensi menghemat konsumsi BBM hingga 1,6 liter per jam atau sekitar Rp 128.000 per trip. Dalam sebulan, nelayan bisa menghemat hampir Rp 2,6 juta.
Selain itu, pembelajaran bersama AI DAI5 membantu saya memahami tahapan penyelesaian masalah engineering mulai dari identifikasi masalah, pengolahan data, proses optimasi numerik, hingga analisis hasil secara lebih sistematis.
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan proyek yang telah dilakukan, metode Golden Section Search dapat digunakan untuk mengoptimasi desain lambung kapal ikan nelayan tradisional secara efektif dan sistematis.
Hasil optimasi menunjukkan bahwa desain lambung optimal memiliki rasio L/B = 5,2 dan koefisien blok = 0,52, yang menghasilkan penurunan koefisien hambatan total sebesar 19 persen dibandingkan desain eksisting.
Penurunan hambatan tersebut berpotensi menghemat konsumsi BBM sekitar 1,6 liter per jam atau Rp 128.000 per trip, yang dalam sebulan bisa mencapai Rp 2,56 juta.
Melalui pembelajaran bersama AI DAI5, saya juga memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai penerapan metode numerik dalam bidang teknik perkapalan serta pentingnya proses analisis yang sistematis dalam menyelesaikan permasalahan engineering. Saya menyadari bahwa ilmu teknik yang dipelajari dengan niat yang benar akan membawa manfaat bagi banyak orang, terutama nelayan tradisional yang sangat membutuhkan solusi desain kapal yang lebih efisien.
REFERENSI
- Chapra, Steven C. Applied Numerical Methods with MATLAB. McGraw-Hill Education.
- Rawson, K.J., & Tupper, E.C. Basic Ship Theory. Butterworth-Heinemann.
- Lewis, Edward V. Principles of Naval Architecture. SNAME.
- Burden, Richard L., & Faires, J. Douglas. Numerical Analysis. Brooks/Cole.
- Holtrop, J., & Mennen, G.G.J. An Approximate Powering Prediction Method. International Shipbuilding Progress.
- Framework Pembelajaran AI DAI5 oleh Prof. Ir. Ahmad Indra Siswantara, Ph.D.
Terima kasih, Prof. DAI dan teman-teman.
WASSALAMUALAIKUM WR. WB.
Fauzan Aprizal Ramzi
NPM 2406486762
Teknik Perkapalan 2024
