ccitonline.com

بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيم
ٱلسَّلَامُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ ٱللَّٰهِ وَبَرَكَاتُهُ

A. Project Title

Perancangan dan Analisis Turbin Pelton untuk Pemanfaatan Energi Hidro pada Kondisi High-Head Low-Flow Berbasis Kerangka DAI5

B. Author Complete Name

Bravianto Ikbar Muhammad dengan NPM 2406412940

C. Affiliation

Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

D. ABSTRACT

Project ini membahas perancangan dan analisis turbin Pelton untuk memanfaatkan energi hidro pada kondisi high-head dan low-flow, dengan konteks penerapan potensial pada wilayah yang memiliki sumber air ber-head tinggi dan keterbatasan akses energi. Design case menggunakan net head 200 m, debit 0,55 m³/s, single jet berdiameter 100 mm, runner berdiameter 1,2 m, 750 rpm, dan 21 bucket. Metodologi mengikuti kerangka DAI5 dengan menempatkan pemahaman masalah, kebutuhan stakeholder, konteks fisik-sosial-teknis, idealisasi, dan proses iteratif sebagai satu rangkaian perancangan. Analisis awal menghasilkan hydraulic power 1,079 MW, sedangkan target mechanical output 960 kW setara dengan implied efficiency 88,96%. Velocity-triangle analysis memberikan jet velocity ideal 62,64 m/s dan speed ratio 0,752 pada 750 rpm. Sensitivity study sederhana menunjukkan titik maksimum model sekitar 498 rpm dengan daya sekitar 983 kW, sedangkan pada 750 rpm model menghasilkan sekitar 733 kW. Konsistensi antara head, debit, dan diameter jet juga diperiksa; diameter jet sekitar 105,7 mm diperlukan agar debit 0,55 m³/s dapat dilewatkan pada head ideal 200 m. Hasil menunjukkan bahwa rancangan perlu dilanjutkan melalui iterasi nozzle-runner-bucket dan validasi numerik sebelum 960 kW dapat dianggap sebagai performa aktual.

E. AUTHOR DECLARATION
E.1 Deep Awareness (of) I

Saya menyadari bahwa proses perancangan engineering merupakan proses pengambilan keputusan yang berdampak pada manusia, lingkungan, dan pemanfaatan sumber daya. Dalam project ini, kesadaran kepada Tuhan Yang Maha Esa saya tempatkan sebagai landasan moral agar keputusan teknis tidak hanya berorientasi pada pencapaian daya dan efisiensi, tetapi juga pada keselamatan, keandalan, kemanfaatan, dan keberlanjutan.

Saya juga menyadari keterbatasan diri dan model yang digunakan. Data masukan, asumsi, persamaan satu dimensi, dan sensitivity model dapat menghasilkan penyimpangan dari kondisi nyata. Karena itu, saya berusaha menjaga kesadaran kritis dengan memeriksa konsistensi parameter, membandingkan hasil terhadap literatur, dan tidak menyamakan hasil analitis dengan hasil eksperimen atau CFD.

Kesadaran tersebut dipertahankan sepanjang proses: dari penetapan masalah, pemilihan konsep, idealisasi, perhitungan, interpretasi hasil, sampai penentuan kebutuhan iterasi. Dengan demikian, penerapan DAI5 tidak diposisikan sebagai tambahan administratif, tetapi sebagai cara menjaga kualitas keputusan engineering.

E.2 Intention of the Project Activity

Intensi utama project ini adalah merancang dan menganalisis turbin Pelton yang mampu memanfaatkan energi hidro pada kondisi high-head dan low-flow secara efektif, aman, dapat diproduksi, mudah dipelihara, dan berkelanjutan. Tujuan teknisnya adalah menentukan parameter desain utama, menganalisis velocity triangle dan persamaan Euler, memeriksa konsistensi head-debit-nozzle, serta menyediakan dasar untuk CAD, simulasi, dan validasi pada tahap berikutnya.

F. INTRODUCTION

Energi hidro menyediakan mekanisme konversi energi yang langsung memanfaatkan head dan debit sumber air. Dalam kondisi high-head dan relatively low-flow, turbin impuls menjadi kandidat penting karena head dapat dikonversikan menjadi kecepatan jet sebelum jet memasuki runner. Solemslie dan Dahlhaug mendeskripsikan Pelton sebagai turbin impuls yang biasanya digunakan pada daerah dengan head tinggi dan flow relatif rendah (Solemslie & Dahlhaug, 2014).

Konteks project diarahkan pada potensi pembangkitan energi terdesentralisasi di wilayah pedesaan yang dapat memiliki sumber air tetapi keterbatasan akses terhadap jaringan energi. Studi Setyawan et al. (2024) secara eksplisit membahas potensi energi air di Indonesia, termasuk lokasi yang tidak memiliki listrik PLN tetapi memiliki aliran sungai, serta menempatkan Pelton pada konteks daerah pegunungan dengan head tinggi dan flow yang lebih rendah.

Namun, Pelton tidak boleh dianggap sebagai sistem yang otomatis sederhana dalam detail desain. Perrig menunjukkan bahwa aliran Pelton melibatkan piping flow, free jet, aliran 3D unsteady free-surface di bucket, dan aliran dua fase di casing. Kompleksitas ini membuat interaksi jet-bucket, jet cut, pressure pulse, cavitation, dan erosion menjadi aspek yang dapat memengaruhi performa aktual (Perrig, 2007).

F.1 Initial Thinking (about the Problem)

Permasalahan engineering yang dibahas adalah bagaimana mengubah energi hidro dari kondisi high-head dan low-flow menjadi daya mekanis secara efektif melalui turbin Pelton yang memiliki parameter hidrolik dan mekanis yang konsisten. Dengan Hn = 200 m dan Q = 0,55 m³/s, terdapat potensi hydraulic input sekitar 1,079 MW, tetapi ukuran jet, kecepatan runner, dan geometri bucket harus dipilih agar energi tersebut dapat ditransfer ke shaft secara efektif.

Masalah kemudian diurai menjadi: (1) menentukan hydraulic input, (2) menentukan jet condition, (3) menentukan hubungan jet velocity–runner speed melalui velocity triangle, (4) menilai torque dan power, (5) menilai geometry ratios dan bucket count, dan (6) memverifikasi apakah input yang diberikan konsisten. Alomar et al. (2022) menunjukkan secara eksperimental bahwa head, flow rate, dan nozzle diameter berpengaruh terhadap performance Pelton.

Stakeholder utama adalah pengguna energi, operator-maintenance, engineer/designer, pihak manufaktur, serta lingkungan dan pengguna lain dari sumber air. Pengguna membutuhkan listrik yang andal; operator membutuhkan sistem yang dapat dirawat; engineer membutuhkan desain yang fisically sound dan dapat diverifikasi; manufaktur membutuhkan geometri dan material yang feasible; lingkungan membutuhkan pengelolaan sumber air yang bertanggung jawab.

Root cause dari potensi performance loss berada pada rantai konversi: source head/flow → penstock/nozzle → free jet → jet-bucket interaction → runner → shaft → generator. Gangguan pada salah satu tahap dapat menurunkan energy transfer. Literatur juga menunjukkan bahwa detail bucket flow masih kompleks; Solemslie dan Dahlhaug menemukan bahwa water leaving the bucket through the lip dapat menjadi sumber kehilangan yang besar, sementara Perrig menunjukkan bahwa free-surface dan unsteady phenomena memengaruhi distribusi energi di bucket.

Engineering gap dalam project ini bukan ketiadaan penelitian Pelton, melainkan kebutuhan untuk mengintegrasikan parameter design case, analytical model, consistency checks, literature benchmarking, dan rencana validation dalam satu workflow DAI5 yang transparan.

G. METHODS & PROCEDURES
1. Design Inputs

Parameter	Symbol	Value	Status
Net head	Hn	200 m	Given
Flow rate	Q	0.55 m³/s	Given
Rotational speed	N	750 rpm	Given
Number of jets	nj	1	Given
Jet diameter	dj	0.10 m	Given
Runner pitch diameter	D	1.20 m	Given
Peripheral speed	U	47.1 m/s	Given / consistency checked
Number of buckets	Z	21	Given
Metric specific speed	Ns	14.8	Given; convention to be stated
Mechanical output target	Pm	960 kW	Target
Total efficiency	eta_t	88%	Assumption/target

2. Idealization and Assumptions

• Fluida kerja dianggap sebagai air incompressible dengan ρ = 1000 kg/m³ pada perhitungan awal.
• Net head 200 m digunakan sebagai head desain yang tersedia pada turbine inlet sebelum nozzle conversion.
• Jet velocity awal dihitung ideal dari Vj = sqrt(2gHn); coefficient nozzle ditunda untuk iterasi lebih lanjut.
• Single-jet arrangement digunakan sebagai baseline.
• D = 1,2 m dan N = 750 rpm merupakan design inputs; U = 47,1 m/s diverifikasi terhadap D dan N.
• Velocity triangle digunakan sebagai reduced-order model; beta = 10° dan k = 0,85 digunakan khusus untuk ilustrasi outlet triangle.
• Sensitivity efficiency/power curve menggunakan beta = 15° dan k = 0,85 agar sesuai dengan MATLAB screenshot; curve tersebut bukan hasil CFD/experiment.
• Actual Pelton bucket flow diakui sebagai 3D, unsteady, free-surface and multiphase phenomenon yang lebih kompleks dari model satu dimensi.

3. Analytical Procedures

Hydraulic power:  Pₕ = ρgQHₙ

Angular velocity:  ω = 2πN/60

Shaft torque target:  T = Pₘ/ω

Ideal jet velocity:  Vⱼ = √(2gHₙ)

Runner peripheral velocity:  U = πDN/60

Speed ratio:  φ = U/Vⱼ

Jet continuity:  Q = AⱼVⱼ ; Aⱼ = πdⱼ²/4

Geometry ratio:  D/dⱼ

Bucket pitch:  s = πD/Z

4. Verification, Validation, and Iteration

Verification dilakukan pada level persamaan dan konsistensi input. Validation direncanakan melalui benchmark terhadap hasil literatur dan, pada tahap lanjutan, CFD atau eksperimen. Iteration menjadi bagian wajib karena input awal belum sepenuhnya konsisten. Pendekatan ini mengikuti kebutuhan DAI5 untuk error minimization, verification/validation, dan iterative approach.

H. RESULTS & DISCUSSION

Bagian ini menyajikan hasil secara terstruktur dari design point, analytical calculation, MATLAB outputs, consistency checks, dan literature comparison. Setiap hasil dibahas berdasarkan makna fisiknya terhadap problem awal, bukan hanya sebagai angka.

1. Selected Design Point

Parameter	Value	Check / comment
Hn	200 m	High-head condition
Q	0.55 m³/s	Specified design flow
N	750 rpm	Specified speed
D	1.20 m	Runner PCD
U	47.1 m/s	Calculated from D,N = 47.12 m/s
nj	1	Single jet
dj	100 mm	Consistency checked below
Z	21	Above Z >= 17 empirical threshold cited by Setyawan et al.
Ns	14.8	Given; formula convention to be documented
Pm,target	960 kW	Target output
eta,total	88%	Given assumption

2. Hydraulic Power and Power Balance

P_h = rho g Q H_n    (1)

Dengan rho = 1000 kg/m³, g = 9,81 m/s², Q = 0,55 m³/s, dan Hn = 200 m, diperoleh P_h = 1,079.1 kW. Target mechanical output 960 kW memberikan implied efficiency sebesar 88.96%. Sebaliknya, jika efisiensi tepat 88% diterapkan ke hydraulic power, mechanical output yang konsisten adalah sekitar 949.6 kW.

Quantity	Value	Interpretation
Hydraulic input power	1,079.1 kW	Energy rate available from design head and flow
Target mechanical output	960.0 kW	Specified design target
Output at exactly 88%	949.6 kW	Strictly consistent with 88% assumption
Implied efficiency for 960 kW	88.96%	Small mismatch; must be reconciled

Grafik power balance memperlihatkan bahwa hydraulic input 1,079.1 kW menjadi batas atas energi yang tersedia pada design point. Selisih terhadap target output merepresentasikan total losses yang secara konseptual berasal dari nozzle, jet formation, bucket interaction, runner, dan mechanical drivetrain. Namun, angka 960 kW belum boleh disebut “hasil aktual” karena masih merupakan target yang diberikan. Perbedaan kecil antara 88% dan 88,96% sebaiknya ditangani dengan memilih satu definisi resmi untuk laporan final.

3. Velocity-Triangle Analysis

Kecepatan jet ideal pada Hn = 200 m adalah V1 = 62.64 m/s. Dengan U = 47,1 m/s, speed ratio phi = 0.752. Kecepatan relatif inlet diperoleh dari W1 = V1 – U = 15.54 m/s.

Untuk outlet-triangle, ilustrasi MATLAB menggunakan beta = 10° dan relative-velocity reduction coefficient k = 0,85. Dengan asumsi tersebut, W2 sekitar 13.21 m/s dan V2 sekitar 34.17 m/s. Nilai ini digunakan untuk menunjukkan mekanisme perubahan whirl velocity, bukan untuk mengklaim final bucket geometry.

4. Speed Ratio and Runner Operating Condition

Pada runner D = 1,2 m dan fixed head, phi meningkat linear terhadap rpm. Pada design point 750 rpm, phi = 0.752. Sensitivity model mencapai phi = 0,5 pada sekitar 498 rpm. Dengan demikian, 750 rpm berada di sisi kanan titik optimum model sederhana tersebut. Temuan ini tidak langsung berarti bahwa 750 rpm salah, karena kondisi nyata dipengaruhi nozzle coefficient, bucket geometry, losses, generator matching, dan transient free-surface effects.

5. Analytical Efficiency Sensitivity

Sensitivity model dengan k = 0,85 dan beta = 15° memprediksi efisiensi maksimum sekitar 91.1% pada sekitar 498 rpm. Pada 750 rpm, efisiensi model sekitar 67.9%. Kurva ini berguna sebagai screening model untuk melihat pengaruh speed ratio, bukan sebagai final predicted turbine efficiency. Perrig menunjukkan bahwa detail flow di bucket jauh lebih kompleks daripada model satu dimensi, sedangkan Solemslie dan Dahlhaug memperoleh 77,75% pada reference turbine mereka dan mengidentifikasi lip loss sebagai sumber kehilangan utama. Karena itu, penggunaan sensitivity model harus selalu disertai batasan interpretasi.

6. Analytical Mechanical Power Sensitivity

Dalam sensitivity model, maximum power sekitar 982.5 kW terjadi dekat 498 rpm. Pada 750 rpm, model memberikan sekitar 733.2 kW. Perbedaan antara target 960 kW dan nilai model sekitar 226.8 kW merupakan indikator bahwa target output memerlukan evaluasi lebih lanjut terhadap runner speed, jet condition, bucket geometry, dan losses.

7. Flow Capacity and Hydraulic Consistency Check

Pada Hn = 200 m, Vj ideal = 62.64 m/s. Jet 100 mm mempunyai luas penampang 0.007854 m² dan kapasitas ideal Q sekitar 0.492 m³/s, lebih rendah dari Q = 0,55 m³/s. Jika Q = 0,55 m³/s dipertahankan, velocity yang dibutuhkan adalah 70.03 m/s, setara dengan equivalent ideal head sekitar 249.9 m. Alternatif lain adalah meningkatkan jet diameter menjadi sekitar 105.7 mm.

8. Geometrical Evaluation

Rasio runner diameter terhadap jet diameter adalah D/dj = 12.00. Reference turbine Solemslie dan Dahlhaug menggunakan D/ds = 14,68 dengan D = 513 mm, ds = 35 mm, dan 23 buckets pada H = 70 m. Present design memiliki ratio lebih rendah dan ukuran absolut lebih besar, sehingga benchmark langsung harus dilakukan secara non-dimensional dan tetap mempertimbangkan operating condition. (Solemslie & Dahlhaug, 2014) Jumlah bucket Z = 21 memberikan circumferential pitch sekitar 179.5 mm. Setyawan et al. (2024) menggunakan rule-of-thumb Z >= 17 dalam studi mereka; Perrig menekankan bahwa bucket number harus dipilih agar tidak ada water particle yang lolos tanpa encounter sekaligus menghindari detrimental interaction dengan bucket adjacent. Karena itu, Z = 21 dapat dipandang sebagai plausible starting point, bukan final proof of optimum

9. Discussion in Relation to the Engineering Problem

Problem awal adalah bagaimana memanfaatkan kondisi high-head dan low-flow untuk menghasilkan daya secara efektif. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sumber memiliki hydraulic input sekitar 1,079 MW, sehingga secara energi tersedia terdapat orde daya yang cukup besar untuk target mendekati 1 MW. Namun, consistency check menunjukkan bahwa nozzle 100 mm tidak sepenuhnya cocok dengan Q = 0,55 m³/s pada head ideal 200 m. Sensitivity model juga menunjukkan bahwa 750 rpm tidak berada pada optimum reduced-order model.

Temuan tersebut mengubah cara project memandang “hasil”. Hasil utama bukan hanya angka 960 kW, tetapi bukti bahwa desain harus melewati beberapa lapisan verification sebelum angka tersebut dapat dipercaya. Ini sejalan dengan DAI5: problem understanding menghasilkan design requirement; idealization menghasilkan model awal; instruction set menghasilkan workflow; results and discussion kemudian menguji kembali apakah asumsi awal masih layak.

10. Engineering Implications and Iterative Design

1. Reconcile head-flow-jet diameter by deciding whether 100 mm is retained as an intentionally conservative/illustrative input or replaced by the analytically consistent diameter around 105.7 mm.
2. Re-evaluate the 750 rpm operating speed using a clearly stated efficiency criterion and generator/shaft matching requirement.
3. Derive final bucket geometry using documented geometric rules and a smooth 3D surface; the literature warns that lip interaction can dominate losses.
4. Use CFD or experimental validation to assess jet dispersion, bucket sheet flow, pressure distribution, force, torque, and water evacuation.
5. Use the resulting evidence to iterate nozzle, runner diameter, bucket geometry, and speed before freezing a manufacturing design.

11. Overall Result Summary

Result	Value	Meaning	DAI5 link
Hydraulic power	1,079.1 kW	Energy available at design point	12,17
Target mechanical output	960 kW	Design objective	7-11
Implied eta	88.96%	Near stated 88% assumption but not identical	17,18,27
Ideal jet velocity	62.64 m/s	Kinetic conversion from 200-m head	20,26
Speed ratio @750 rpm	0.752	Above phi=0.5 point in simplified model	20,26
Sensitivity eta @750 rpm	≈67.9%	Reduced-order screening value	26,29
Sensitivity power @750 rpm	≈733 kW	Below 960-kW target in simplified model	28,29
Q capacity of 100-mm jet	≈0.492 m³/s	Below stated 0.55 m³/s	18,27
Required jet for Q=0.55	≈105.7 mm	Candidate iteration value	19,29
D/dj	12.0	Geometric ratio benchmark	18,20
Bucket count	21	Plausible baseline, not final optimum	20,29

Decision	Evidence	Current status	Action
Select Pelton for baseline	High-head / low-flow context	Supported	Retain Pelton baseline
Accept 960-kW target as achieved	Power balance and implied η	Not yet verified	Keep as target, not result
Freeze 100-mm jet	Continuity at 200 m head	Not consistent	Iterate toward ≈105.7 mm or revise inputs
Freeze 750 rpm as optimum	Sensitivity model	Not optimum in reduced model	Re-check speed with final geometry and generator match
Freeze bucket geometry	Detailed flow validation	Not yet	Develop 3D geometry + CFD/test

I. CONCLUSION, CLOSING REMARKS, RECOMMENDATIONS

1. Conclusion

Berdasarkan design case yang diberikan, net head 200 m dan debit 0,55 m³/s menyediakan hydraulic power sekitar 1,079.1 kW. Target mechanical output 960 kW secara matematis berkaitan dengan implied efficiency 88.96%, sedangkan efisiensi tepat 88% akan menghasilkan sekitar 949.6 kW.

Pada 750 rpm dan D = 1,2 m, peripheral velocity 47,1 m/s konsisten dengan persamaan U = piDN/60. Ideal jet velocity pada 200 m adalah 62.64 m/s, sehingga speed ratio phi sekitar 0.752. MATLAB sensitivity model menunjukkan optimum sekitar 498 rpm dan sekitar 91.1% efficiency, sedangkan pada 750 rpm model menghasilkan sekitar 733.2 kW.

Consistency check juga menunjukkan bahwa satu jet berdiameter 100 mm pada 200 m secara ideal membawa sekitar 0.492 m³/s. Untuk mempertahankan Q = 0,55 m³/s diperlukan jet diameter sekitar 105.7 mm atau kondisi head yang lebih tinggi. Dengan demikian, desain saat ini layak sebagai baseline analytical design tetapi belum layak diperlakukan sebagai final validated turbine.

2. Closing Remarks

Nilai utama project ini adalah membangun hubungan yang dapat ditelusuri antara kebutuhan energi, parameter sumber, kinematic design, geometri, dan keputusan iteratif. DAI5 dipakai untuk memastikan bahwa solusi engineering tetap koheren dengan tujuan, stakeholder, konteks, dan batasan model.

3. Recommendations

• Rekonsiliasi design point Hn-Q-dj dan tetapkan satu set input final.
• Tetapkan definisi specific speed 14,8 dan konvensi yang digunakan dalam literatur/materi kuliah.
• Finalize bucket geometry menggunakan pendekatan parametrik yang menjaga smooth and continuous flow path.
• Lakukan CFD transient/VOF atau metode yang sesuai untuk jet-bucket interaction pada tahap lanjut.
• Lakukan structural check shaft, runner, bucket attachment dan factor of safety menggunakan torque design.
• Periksa uncertainty dan rancang validation plan bila prototype atau test rig tersedia.

J. ACKNOWLEDGMENTS

Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pengampu dan pihak-pihak yang memberikan arahan akademik, serta kepada penyedia sumber literatur dan perangkat komputasi yang digunakan dalam pengembangan analisis ini.

K. REFERENCES (LITERATURE CITED)

Solemslie, B. W., & Dahlhaug, O. G. (2014). A reference Pelton turbine – design and efficiency measurements. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 22, 012004. https://doi.org/10.1088/1755-1315/22/1/012004

Perrig, A. (2007). Hydrodynamics of the Free Surface Flow in Pelton Turbine Buckets. PhD Thesis No. 3715, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL).

Setyawan, E. Y., Krismanto, A. U., Mujiono, Djiwo, S., Saleh, C., & Hidayat, T. (2024). Optimizing Pelton turbine performance: unveiling the power of three nozzles for maximum efficiency and sustainable hydropower generation. Journal of Measurements in Engineering, 12(3), 469–481. https://doi.org/10.21595/jme.2024.23966

Alomar, O. R., Abd, H. M., Mohamed Salih, M. M., & Ali, F. A. (2022). Performance analysis of Pelton turbine under different operating conditions: An experimental study. Ain Shams Engineering Journal, 13, 101684. https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.101684

L. Appendices

Appendix A. Detailed Design-Point Calculations

Calculation	Expression	Result
Hydraulic power	1000(9.81)(0.55)(200)	1,079,100 W
Angular velocity	2pi(750)/60	78.54 rad/s
Torque target	960000/78.54	12.22 kN·m
Ideal jet velocity	sqrt(2(9.81)(200))	62.64 m/s
Runner velocity check	pi(1.2)(750)/60	47.12 m/s
Speed ratio	47.1/62.64	0.752
100-mm jet area	pi(0.1²)/4	0.007854 m²
100-mm jet capacity	A Vj	0.492 m³/s
Required jet velocity	0.55/A	70.03 m/s
Equivalent head	70.03²/(2g)	249.9 m
Required jet diameter	sqrt(4Q/(piVj))	105.7 mm
Bucket pitch	pi(1.2)/21	179.5 mm

Appendix B. MATLAB Output Evidence

Appendix C. DAI5 Criteria Traceability

No.	Evaluation criterion	Evidence location
1	Consciousness of Purpose	E.1; H.11
2	Self-awareness	E.1
3	Ethical Considerations	E.1; F.1.2
4	Integration of CCIT	E.1
5	Critical Reflection	E.1; H.10
6	Continuum of Awareness	E.1; G; H
7	Clarity of Intent	E.2
8	Alignment of Objectives	E.2; H.10
9	Relevance of Intent	E.2; F
10	Sustainability Focus	E.2; F.1.2
11	Focus on Quality	E.2; G.4
12	Problem Understanding	F.1.1
13	Stakeholder Awareness	F.1.2
14	Contextual Analysis	F.1.3
15	Root Cause Analysis	F.1.4
16	Relevance of Analysis	F.1.4; F.1.5
17	Use of Data and Evidence	F; H.9
18	Assumption Clarity	G.2
19	Creativity and Innovation	G.4; H.11
20	Physical Realism	G.2; H.3
21	Alignment with Intent	G; H.10
22	Scalability and Adaptability	F.1.2; I.3
23	Simplicity and Elegance	G.3; H.11
24	Clarity of Steps	G.3-G.5
25	Comprehensiveness	G; H
26	Physical Interpretation	H.3-H.10
27	Error Minimization	G.4; H.7
28	Verification and Validation	G.4; H.7; H.9
29	Iterative Approach	G.4; H.11
30	Sustainability Integration	E.2; F.1.2
31	Communication Effectiveness	Tables, figures, captions, structured sections
32	Alignment with DAI5	A-L; Appendix C
33	Documentation Quality	A-L; Appendices

Appendix D. Scope and Interpretation Notes

1. Design values are treated as a stated design case supplied for this assignment.

2. The 960-kW mechanical output is a target, not an experimentally verified result.

3. The 88% total efficiency is a design assumption; its exact relationship to the 960-kW target should be reconciled.

4. MATLAB performance curves use a simplified analytical model and should not be labelled CFD or experimental.

5. Final runner/bucket geometry must be developed and validated before any manufacturing claim is made.