ccitonline.com

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Perkenalkan, nama saya Athallah Tsaqif Nirmolo dengan NPM 2406344220, mahasiswa Teknik Perkapalan Universitas Indonesia yang sedang mengikuti mata kuliah Metode Numerik. Pada tahap D3 ini, saya akan menjelaskan perkembangan project yang sedang saya kerjakan mengenai analisis pengaruh penggunaan tractor propeller terhadap performa propulsi kapal dengan pendekatan metode numerik dan Computational Fluid Dynamics (CFD).

Pada progress kali ini, fokus utama project mulai diarahkan pada proses analisis numerik yang lebih sistematis untuk membandingkan performa tractor propeller dengan pusher propeller konvensional. Analisis dilakukan dengan mempelajari hubungan antara pola aliran fluida, thrust yang dihasilkan propeller, torque, serta efisiensi propulsi kapal. Selain itu, saya juga mulai menghubungkan perhitungan numerik dengan konsep CFD untuk memahami bagaimana distribusi aliran fluida mempengaruhi performa propeller.

Langkah awal yang dilakukan adalah menentukan parameter dasar propeller yang digunakan pada simulasi sederhana. Parameter tersebut meliputi diameter propeller, putaran propeller, kecepatan kapal, densitas fluida, dan advance velocity. Dalam analisis ini digunakan asumsi awal sebagai berikut:

• Diameter propeller $(D) = 2.5 \, m$(D)=2.5m
• Putaran propeller $(n) = 5 \, rps$(n)=5rps
• Kecepatan kapal $(V) = 8 \, m/s$(V)=8m/s
• Massa jenis air laut $(\rho) = 1025 \, kg/m^3$(ρ)=1025kg/m3

Perhitungan pertama dilakukan untuk menentukan nilai advance coefficient $(J)$(J) menggunakan persamaan:

$J=\frac{V_A}{nD}$J=nDVA​​

Dengan asumsi advance velocity $(V_A)$(VA​) sebesar $7.2 \, m/s$7.2m/s, maka diperoleh:`$$J = \frac{7.2}{5 \times 2.5}$$J=5×2.57.2​ $$J = \frac{7.2}{12.5} = 0.576$$J=12.57.2​=0.576

Nilai advance coefficient tersebut digunakan untuk menentukan karakteristik kerja propeller berdasarkan data open water propeller. Dari hasil studi literatur, pada nilai $J = 0.576$J=0.576 diperoleh pendekatan:

• Thrust coefficient $(K_T) = 0.18$(KT​)=0.18
• Torque coefficient $(K_Q) = 0.032$(KQ​)=0.032

Selanjutnya dilakukan perhitungan thrust propeller menggunakan persamaan:

$T=K_T\rho n^2 D^4$T=KT​ρn2D4

Substitusi nilai yang digunakan menghasilkan:$$T = 0.18 \times 1025 \times 5^2 \times 2.5^4$$T=0.18×1025×52×2.54 $$T = 0.18 \times 1025 \times 25 \times 39.06$$T=0.18×1025×25×39.06 $$T \approx 180234 \, N$$T≈180234N

Setelah itu dilakukan perhitungan torque propeller dengan persamaan:

$Q=K_Q\rho n^2 D^5$Q=KQ​ρn2D5$$Q = 0.032 \times 1025 \times 25 \times 97.66$$Q=0.032×1025×25×97.66 $$Q \approx 80120 \, Nm$$Q≈80120Nm

Dari nilai thrust dan torque tersebut, kemudian dihitung efisiensi open water propeller menggunakan persamaan:

$\eta_0=\frac{J K_T}{2\pi K_Q}$η0​=2πKQ​JKT​​$$\eta_0 = \frac{0.576 \times 0.18}{2\pi \times 0.032}$$η0​=2π×0.0320.576×0.18​ $$\eta_0 \approx 0.515$$η0​≈0.515

Sehingga diperoleh efisiensi propeller sebesar sekitar $51.5\%$51.5%. Dari hasil perhitungan awal ini, terlihat bahwa parameter aliran fluida sangat mempengaruhi performa propeller. Pada konfigurasi tractor propeller, aliran fluida yang diterima propeller cenderung lebih stabil sehingga nilai advance velocity dapat meningkat dan berdampak pada efisiensi propulsi yang lebih baik dibandingkan pusher propeller.

Selain perhitungan numerik, pada tahap ini saya juga mulai memahami implementasi CFD dalam project. CFD digunakan untuk memvisualisasikan distribusi tekanan, pola wake, dan kecepatan aliran fluida di sekitar propeller. Dengan CFD, analisis tidak hanya berdasarkan persamaan matematis, tetapi juga berdasarkan perilaku fluida yang mendekati kondisi nyata pada kapal.

Melalui progress D3 ini, saya memahami bahwa metode numerik dan CFD saling mendukung dalam proses analisis engineering. Metode numerik membantu memperoleh pendekatan perhitungan secara matematis, sedangkan CFD membantu memahami perilaku aliran fluida secara visual dan lebih realistis. Pada tahap selanjutnya, saya akan melanjutkan analisis dengan membuat perbandingan grafik hubungan advance coefficient terhadap efisiensi propeller untuk tractor propeller dan pusher propeller serta melakukan evaluasi terhadap hasil simulasi CFD yang diperoleh.