Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Selamat sore Prof. Dai dan rekan-rekan mahasiswa/i sekalian.Perkenalkan, saya Destia Chairunnisa Rosadi, mahasiswa Teknik Perkapalan Universitas Indonesia angkatan 2024 dengan NPM 2406343073. Merupakan suatu kehormatan bagi saya dapat mengikuti mata kuliah Metode Numerik di bawah bimbingan Prof. Dai pada semester ini. Pada post ini saya akan memfokuskan pada BAB 3
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam kajian ini adalah metode kuantitatif dengan pendekatan simulasi numerik. Penelitian dilakukan untuk menganalisis pengaruh penggunaan bulbous bow terhadap pengurangan hambatan kapal melalui proses pemodelan matematis dan simulasi aliran fluida menggunakan metode numerik.
Pendekatan numerik dipilih karena fenomena hidrodinamika di sekitar lambung kapal memiliki karakteristik yang kompleks dan sulit diselesaikan menggunakan metode analitik. Dengan simulasi numerik, distribusi tekanan, pola aliran, dan nilai hambatan kapal dapat dianalisis secara lebih detail dan mendekati kondisi nyata.
3.2 Tahapan Penelitian
Penelitian dilakukan melalui beberapa tahapan yang tersusun secara sistematis agar proses analisis berjalan terarah dan menghasilkan data yang valid.
3.2.1 Identifikasi Permasalahan
Tahap awal penelitian dilakukan dengan mengidentifikasi permasalahan mengenai besarnya hambatan kapal yang memengaruhi efisiensi operasional dan konsumsi bahan bakar kapal. Dari permasalahan tersebut, dilakukan kajian mengenai penggunaan bulbous bow sebagai salah satu solusi untuk mengurangi hambatan gelombang pada kapal.
3.2.2 Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan referensi yang berkaitan dengan:
- Teori hambatan kapal
- Prinsip kerja bulbous bow
- Hidrodinamika kapal
- Metode numerik
- Computational Fluid Dynamics (CFD)
- Penelitian terdahulu yang relevan
Studi literatur digunakan sebagai dasar teoritis dalam proses pemodelan dan analisis penelitian.
3.3 Pemodelan Kapal
Tahap berikutnya adalah membuat model geometri kapal yang akan digunakan dalam simulasi. Model kapal dibuat dalam dua variasi, yaitu:
- Kapal tanpa bulbous bow
- Kapal dengan bulbous bow
Perbandingan kedua model dilakukan untuk mengetahui pengaruh bulbous bow terhadap nilai hambatan total kapal.
Dalam penelitian ini, parameter utama yang dianalisis meliputi:
- Bentuk bulbous bow
- Panjang bulbous bow
- Tinggi bulbous bow
- Kecepatan kapal
- Nilai hambatan total kapal
3.4 Metode Numerik yang Digunakan
Metode numerik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan pendekatan Finite Volume Method (FVM). Metode ini digunakan untuk menyelesaikan persamaan aliran fluida yang terjadi di sekitar lambung kapal.
Persamaan dasar yang digunakan adalah persamaan Navier-Stokes:
3.5 Prosedur Simulasi
Proses simulasi dilakukan melalui beberapa tahapan berikut:
3.5.1 Pembuatan Geometri
Model kapal dibuat menggunakan perangkat lunak desain dengan menyesuaikan dimensi utama kapal dan variasi bulbous bow yang akan dianalisis.
3.5.2 Meshing
Tahap meshing dilakukan dengan membagi domain fluida menjadi elemen-elemen kecil (mesh/grid). Semakin baik kualitas mesh, maka hasil simulasi akan semakin akurat.
3.5.3 Penentuan Boundary Condition
Boundary condition digunakan untuk menentukan kondisi simulasi, antara lain:
- Kecepatan aliran fluida
- Tekanan fluida
- Kondisi dinding kapal
- Kondisi inlet dan outlet fluida
3.5.4 Iterasi Numerik
Pada tahap ini software CFD melakukan proses iterasi hingga mencapai kondisi konvergen. Hasil iterasi digunakan untuk memperoleh distribusi tekanan dan nilai hambatan kapal.
3.5.5 Analisis Hasil
Data hasil simulasi kemudian dianalisis untuk membandingkan performa kapal dengan dan tanpa bulbous bow. Analisis dilakukan terhadap:
- Nilai hambatan total
- Distribusi tekanan
- Pola aliran fluida
- Efisiensi hidrodinamika kapal
3.6 Integrasi Pendekatan DAI5
Dalam penelitian ini, pendekatan DAI5 digunakan sebagai dasar berpikir dalam proses analisis dan pengambilan keputusan teknik.
Deep Awareness
Memahami bahwa pengurangan hambatan kapal memiliki dampak terhadap efisiensi energi, biaya operasional, dan lingkungan maritim.
Intention
Menentukan tujuan penelitian, yaitu memperoleh desain bulbous bow yang mampu meningkatkan efisiensi kapal.
Initial Thinking
Mengidentifikasi faktor-faktor yang memengaruhi hambatan kapal dan menyusun model matematis yang sesuai.
Idealization
Menyederhanakan sistem nyata melalui asumsi-asumsi tertentu agar simulasi dapat dilakukan secara efektif.
Implementation
Melaksanakan simulasi numerik dan mengevaluasi hasil analisis untuk menentukan desain yang paling optimal.
3.7 Diagram Alur Penelitian
Secara umum, tahapan penelitian dapat dijelaskan sebagai berikut:
- Identifikasi masalah
- Studi literatur
- Pembuatan model kapal
- Penentuan parameter simulasi
- Proses meshing dan boundary condition
- Simulasi CFD menggunakan metode numerik
- Analisis hasil simulasi
- Evaluasi dan penarikan kesimpulan
Melalui tahapan tersebut diharapkan penelitian dapat memberikan hasil yang akurat mengenai pengaruh bulbous bow terhadap pengurangan hambatan kapal serta kontribusinya terhadap efisiensi operasional kapal.
