Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Perkenalkan, saya Taqy Muhammad Hisyam, mahasiswa Teknik Perkapalan Universitas Indonesia dengan NPM 2406420476. Pada final project mata kuliah Metode Numerik ini, saya memilih topik mengenai optimasi diameter poros kapal menggunakan metode numerik dengan pendekatan framework DAI5. Topik ini dipilih karena poros kapal merupakan salah satu komponen utama dalam sistem propulsi yang berfungsi menyalurkan daya dari mesin menuju propeller. Dalam dunia perkapalan, desain poros memiliki peranan penting karena berkaitan langsung dengan performa, keamanan, dan efisiensi operasional kapal. Penentuan diameter poros yang tidak tepat dapat menyebabkan tegangan berlebih pada material sehingga meningkatkan risiko kegagalan struktur. Sebaliknya, penggunaan diameter yang terlalu besar juga menyebabkan penggunaan material menjadi kurang efisien dan menambah berat sistem propulsi kapal. Oleh karena itu, diperlukan pendekatan analisis yang tepat untuk menentukan diameter poros yang optimal.
Pada proyek ini digunakan pendekatan framework DAI5 sebagai dasar pola pikir dalam proses penyelesaian masalah. Deep Awareness of I menjadi tahap awal untuk menyadari bahwa proses rekayasa teknik tidak hanya berkaitan dengan angka dan perhitungan, tetapi juga berkaitan dengan tanggung jawab terhadap keselamatan manusia dan efisiensi sistem. Dalam bidang teknik perkapalan, kesalahan kecil dalam desain dapat memberikan dampak besar terhadap operasional kapal sehingga proses analisis harus dilakukan secara hati-hati dan bertanggung jawab. Selanjutnya pada tahap Intention, tujuan utama proyek ini adalah memahami bagaimana metode numerik dapat diterapkan untuk menyelesaikan permasalahan nyata dalam desain elemen mesin kapal, khususnya pada sistem transmisi daya poros propulsi.
Pada tahap Initial Thinking dilakukan analisis hubungan antara daya mesin, putaran poros, torsi, dan tegangan geser yang terjadi pada poros. Dari hubungan tersebut dapat dipahami bahwa semakin besar daya mesin yang digunakan maka beban yang diterima poros juga semakin besar. Hal ini menyebabkan kebutuhan diameter poros ikut meningkat agar tegangan yang terjadi tetap berada dalam batas aman material. Selain itu, dilakukan pengumpulan referensi mengenai mekanika material, sistem transmisi daya, dan penerapan metode numerik dalam bidang teknik perkapalan. Pada tahap Idealization, sistem disederhanakan dengan beberapa asumsi seperti poros berbentuk solid shaft, material dianggap homogen, beban berupa torsi murni, dan kondisi operasi dianggap stabil. Penyederhanaan ini dilakukan agar model analisis lebih mudah diterapkan menggunakan metode numerik tanpa mengurangi relevansi terhadap kondisi nyata.
Metode numerik digunakan karena hubungan antara variabel dalam sistem bersifat non-linear sehingga sulit diselesaikan secara manual. Pada proyek ini digunakan pendekatan iteratif untuk memperoleh diameter poros yang mendekati kondisi optimal. Proses iterasi dilakukan secara bertahap hingga diperoleh hasil yang memenuhi batas aman tegangan material. Penggunaan metode numerik membuat proses analisis menjadi lebih cepat, efisien, dan akurat dibandingkan pendekatan manual. Selain itu, bantuan komputasi menggunakan Python digunakan untuk mempercepat proses iterasi dan membantu evaluasi desain secara lebih efektif. Dengan penggunaan teknologi komputasi, proses analisis dapat dilakukan lebih sistematis dan mampu menghasilkan solusi yang lebih baik dalam waktu yang lebih singkat.
Sebagai studi kasus, digunakan spesifikasi mesin kapal yang memiliki daya dan putaran tertentu untuk dianalisis pengaruhnya terhadap kebutuhan diameter poros. Dari hasil analisis diperoleh bahwa perubahan daya mesin dan putaran poros sangat memengaruhi desain poros yang digunakan. Ketika daya mesin meningkat maka tegangan yang diterima poros juga meningkat sehingga diperlukan diameter yang lebih besar untuk menjaga keamanan material. Sebaliknya, peningkatan putaran poros dapat memengaruhi besar torsi yang diterima sehingga turut memengaruhi kebutuhan diameter poros. Oleh karena itu, kondisi operasional kapal menjadi faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam proses desain.
Hasil akhir proyek ini menunjukkan bahwa metode numerik dapat digunakan secara efektif dalam menentukan diameter poros kapal yang aman dan efisien. Pendekatan iteratif mampu membantu proses optimasi desain dengan lebih cepat dan akurat dibandingkan metode konvensional. Selain itu, framework DAI5 membantu membangun pola pikir yang lebih sistematis, sadar, dan bertanggung jawab dalam proses penyelesaian masalah teknik. Melalui proyek ini diharapkan pemahaman mengenai penerapan metode numerik dalam bidang teknik perkapalan dapat meningkat dan menjadi dasar untuk pengembangan analisis yang lebih kompleks di masa mendatang.
