JONSWAP Wave Spectrum
PELAT SISI KAPAL AKIBAT BEBAN SISI DAN VARIASI JARAK GADING Teguh PUTRANTO *1 , Asjhar IMRON
L. T Parulian SINAGA Abstract
4. Performance Kapal Multi Fungsi 60 m
4.2 Pembuatan Model
Model dibuat dari kayu dengan skala 1: 20 . Pembuatan model dilakukan dengan laminating sesuai gambar lines . Gambar model dilakukan persekat melintang dibagi dengan 20 station.
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 152 Selanjutnya dilakukan pembuatan garis air dan garis batok Selanjutnya dilakukan pengecatan dengan warna kuning.
Gambar 5 Model kapal Multi Fungsi 60 m 4.3 Pengujian di Small TT
Pada pengujian di small TT digunakan untuk mendapatkan besar tahanan kapal dengan berbagai kecepatan. Pengujian ini dilakukan dengan kondisi full draft dan even keel. Kemudian hasil yang didapatkan akan digunakan untuk mengetahuai besarnya power yang
dibutuhan unruk mencapai kecepatan dinas yang diinginkan. Hal ini disebut ―Powering‖
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 153 Adapun hasil tahanan yang didapat dari pengujian small TT digunakan untuk menghitung besarnya power yang direncanakan dengan menggunakan software DSSPPC dari Marin (Belanda) sebagai berikut: Pada perhitungan dengan software kita sudah menentukan besarnya diameter propeller dan tipe serta series propeller yang akan digunaka.
Hasil running computer dengan program DSSPPS sebagai berikut: The temperature deviates from the standard of 15 degrees C !!! Appendage wetted surface area is uncommon for
this ship with exposed shaft(s). Is a ship with exposed shaft(s) really intended ??
6.3 Optimalisasi power
MARIN program DESPPC 1999_0 Performance Prediction of Displacement Ships Date: 2011/01/17 Time: 19:38:26 Page 1
***************************************************************************** * ***************************************************************************** Main particulars --- LWL 62.56 [m] TF 3.00 [m] LPP 60.00 [m] TA 3.00 [m] B 10.00 [m] Trim 0.00 [m] VOL 1080 [m3]
Hull ratios based on LPP ---
LWL/B 6.256 [-] TRIM 0.00 [Degr] B/T 3.333 [-] IE 28.0 [Degr] SLDR 6.098 [-]
Hull form coefficients based on LPP --- CB 0.575 [-] CM 0.751 [-] LCB 0.480 [%LPP] CWP 0.858 [-] (based on LWL) CP 0.766 [-]
Bulbous bow and transom stern ---
ABULB 2.6 [m2] ATRANS 3.0 [m2] HBULB 1.80 [m]
Wetted surface hull --- S 734 [m2] Appendages --- SAPP 12.0 [m^2] 1+K2 2.50 [-]
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 154 MARIN program DESPPC 1999_0 Performance Prediction of Displacement Ships
Date: 2011/01/17 Time: 19:38:26 Page 2 ***************************************************************************** *
***************************************************************************** Propeller design conditions
---
Design speed 20.00 [knots] Propeller diameter 2.250 [m] Revolutions 340.0 [1/Min] Addition to AEA0 0.000 [-] Main propeller data
---
Number of props 2 [-] Diameter 2.250 [m] Number of blades 4 [-] AEA0 0.648 [-] Clearance prop. tip 0.60 [m] PDRA 1.022 [-] Propeller roughness 0.000030 [m]
Propeller type : B-series propeller Miscellaneous
---
Aftbody hullform (CSTERN) 5.0 [-] Aperture configuration (CSC) 10.0 [-] Water depth not provided
General data ---
CA-Calculated 0.000602 [-] Bare hull formfactor 1.2688 [-] Addition to CA 0.000000 [-] Specific mass water 1025.0 [kg/m3] Hull roughness 0.000150 [m] Temperature water 27.0 [Degr C] Addition to wake 0.000 [-] Addition to thrust ded. 0.000 [-]
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 155 MARIN program DESPPC 1999_0 Performance Prediction of Displacement Ships
Date: 2011/01/17 Time: 19:38:26 Page 3 ***************************************************************************** *
*****************************************************************************
Resistance deep water (calm water) ---
VS R-FRIC R-WAV R-BULB R-TRANS R-APP R-ALL R-TOT [knots] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] 11.00 20.7 6.7 2.3 3.6 0.8 7.4 47.1 11.50 22.5 9.1 2.3 3.6 0.9 8.1 52.5 12.00 24.4 11.8 2.2 3.6 1.0 8.8 58.3 12.50 26.3 14.5 2.2 3.5 1.1 9.5 64.2 13.00 28.3 17.9 2.2 3.4 1.2 10.3 70.9 13.50 30.4 22.7 2.1 3.3 1.2 11.1 79.0 14.00 32.5 28.9 2.1 3.0 1.3 11.9 88.6 14.50 34.7 37.4 2.1 2.8 1.4 12.8 100.5 15.00 37.0 46.2 2.1 2.4 1.5 13.7 112.9 15.50 39.3 53.5 2.1 2.0 1.6 14.6 123.8 16.00 41.7 59.4 2.2 1.6 1.7 15.6 133.5 16.50 44.2 62.7 2.3 1.0 1.8 16.6 140.5 17.00 46.8 65.3 2.5 0.4 1.9 17.6 147.0 17.50 49.4 68.2 2.7 0.1 2.0 18.7 154.3 18.00 52.0 72.4 3.0 0.0 2.1 19.8 163.3 18.50 54.8 77.3 3.4 0.0 2.2 20.9 173.3 19.00 57.6 88.9 4.0 0.0 2.4 22.0 190.3 19.50 60.5 114.3 4.8 0.0 2.5 23.2 221.4 20.00 63.4 149.8 5.8 0.0 2.6 24.4 263.1 20.50 66.4 196.6 7.2 0.0 2.7 25.6 316.3 21.00 69.5 248.0 8.8 0.0 2.8 26.9 374.6 21.50 72.6 297.1 10.6 0.0 3.0 28.2 431.0 22.00 75.8 346.2 12.7 0.0 3.1 29.5 487.7
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 156 MARIN program DESPPC 1999_0 Performance Prediction of Displacement Ships
Date: 2011/01/17 Time: 19:38:26 Page 4 ***************************************************************************** *
*****************************************************************************
Interaction deep water (calm water) ---
VS R-TOT THRUST W T ETA-H ETA-R ETA-0 ETA-D [knots] [kN] [kN] [-] [-] [-] [-] [-] [-] 11.00 47.1 52.6 0.095 0.105 0.989 0.987 0.696 0.680 11.50 52.5 58.6 0.095 0.105 0.989 0.987 0.695 0.679 12.00 58.3 65.1 0.094 0.105 0.989 0.987 0.694 0.678 12.50 64.2 71.7 0.094 0.105 0.989 0.987 0.694 0.677 13.00 70.9 79.1 0.094 0.105 0.989 0.987 0.693 0.676 13.50 79.0 88.2 0.094 0.105 0.989 0.987 0.691 0.674 14.00 88.6 98.9 0.094 0.105 0.989 0.987 0.689 0.672 14.50 100.5 112.3 0.094 0.105 0.989 0.987 0.685 0.669 15.00 112.9 126.0 0.094 0.105 0.988 0.987 0.682 0.665 15.50 123.8 138.3 0.094 0.105 0.988 0.987 0.680 0.663 16.00 133.5 149.1 0.094 0.105 0.988 0.987 0.679 0.663 16.50 140.5 156.9 0.094 0.105 0.988 0.987 0.680 0.663 17.00 147.0 164.1 0.094 0.105 0.988 0.987 0.681 0.664 17.50 154.3 172.3 0.094 0.105 0.988 0.987 0.682 0.665 18.00 163.3 182.3 0.094 0.105 0.988 0.987 0.682 0.665 18.50 173.3 193.5 0.094 0.105 0.988 0.987 0.681 0.664 19.00 190.3 212.5 0.094 0.105 0.988 0.987 0.678 0.662 19.50 221.4 247.2 0.094 0.105 0.988 0.987 0.673 0.656 20.00 263.1 293.8 0.094 0.105 0.988 0.987 0.659 0.643 20.50 316.3 353.3 0.094 0.105 0.988 0.987 0.625 0.610 21.00 374.6 418.4 0.094 0.105 0.988 0.987 0.585 0.570 21.50 431.0 481.3 0.094 0.105 0.988 0.987 0.547 0.533 22.00 487.7 544.6 0.094 0.105 0.988 0.987 0.508 0.495
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 157 MARIN program DESPPC 1999_0 Performance Prediction of Displacement Ships
Date: 2011/01/17 Time: 19:38:26 Page 5 ***************************************************************************** *
*****************************************************************************
Propulsion deep water (calm water) ---
VS THRUST ETA-D CAVP CAVN N PE PS [knots] [kN] [-] [-] [-] [1/Min] [kW] [kW] 11.00 52.6 0.680 1.000 1.000 165.8 267 396 11.50 58.6 0.679 1.000 1.000 174.0 311 462 12.00 65.1 0.678 1.000 1.000 182.4 360 537 12.50 71.7 0.677 1.000 1.000 190.5 413 616 13.00 79.1 0.676 1.000 1.000 199.0 474 708 13.50 88.2 0.674 1.000 1.000 208.1 548 822 14.00 98.9 0.672 1.000 1.000 217.7 638 959 14.50 112.3 0.669 1.000 1.000 228.2 750 1134 15.00 126.0 0.665 1.000 1.000 238.7 871 1322 15.50 138.3 0.663 1.000 1.000 248.1 988 1504 16.00 149.1 0.663 1.000 1.000 256.8 1099 1675 16.50 156.9 0.663 1.000 1.000 264.3 1193 1816 17.00 164.1 0.664 1.000 1.000 271.4 1285 1955 17.50 172.3 0.665 1.000 1.000 278.8 1389 2110 18.00 182.3 0.665 1.000 1.000 286.7 1512 2297 18.50 193.5 0.664 1.000 1.000 295.1 1649 2501 19.00 212.5 0.662 1.000 1.000 305.8 1860 2840 19.50 247.2 0.656 0.995 0.997 320.0 2221 3399 20.00 293.8 0.643 1.000 1.001 339.8 2707 4255 20.50 353.3 0.610 1.032 1.026 369.7 3336 5544 21.00 418.4 0.570 1.078 1.060 404.4 4047 7168 21.50 481.3 0.533 1.134 1.096 439.6 4767 9067 22.00 544.6 0.495 1.200 1.137 476.8 5520 11261
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 158 Gambar 7 Optimalisasi power kurvei
5. Kesimpulan
Untuk Mencapai kecepatan yang optimal dari perhitungan dapat kita mengetahui bahwa kapal multi fungsi 60 m lebih efiesien bekerja pada kecepatan 18-19 knot dengan daya yang dibutuhkan adalah: 2501 Kw dan kalau kita tingkatkan kecepatan hingga 21-22 knot daya yang dibutuhkan sangat besar yaitu;11260 Kw sehingga mendekati dua kalinya. Sehingga pihak owner dan desainer perlu untuk melakukan diskusi tentang final desain. Pada akhinya kita dapat menetukan General Arrangement Kapal multi fungsi 60 m untuk Menopang Bencana Alam.
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 159 STUDI EKSPERIMEN POSISI DEMIHULL DAN MAINHULL TERHADAP TAHANAN KAPAL TRIMARAN SEBAGAI ALTERNATIF SARANA TRANSPORTASI LAUT YANG
AMAN
Eddy Setyo KOENHARDONO1, Suntoyo2, Totok YULIANTO3, Hasanudin3, Baharudin ALI4 1
Staf Teknik Sistem Perkapalan FT. Kelautan ITS Surabaya Indonesia 2
Staf Teknik Kelautan FT. Kelautan ITS Surabaya Indonesia 3
Staf Teknik Perkapalan FT. Kelautan ITS Surabaya Indonesia 4
Laboratorium Hidrodinamika Indonesia (LHI) Surabaya Indonesia Abstract
Transportation system has a very important rules in connecting 17 thousand islands in Indonesia, whereas most of them are small island. Unfortunately, indonesian transport system nowadays is to be concerned regarding many accident happened. The losing of equilibrium because of wave are one of the matters, especially on small ships using single hull. This can be resolved by multi-hull ship, e.g. trimaran. Trimaran ship has better transverse equilibrium than a single-hull ship, because of demi hull that flanked mainhull. Besides, trimaran has lower resistance than single hull speed during high speed operation. The purpose of this paper is to assess the resistance of trimaran ship that can be use as small island transportation system. Analyzing the resistance is done by experiment and numeric with CFD method.
1. Pendahuluan
Indonesia dikenal sebagai negara maritime dan atau negara kepulauan terbesar di dunia yang
dipersatukan oleh wilayah lautan dengan luas seluruh wilayah teritorial adalah 8 juta km2,
mempunyai panjang garis pantai mencapai 81.000 km, dan hampir 40 juta orang penduduk
tinggal di kawasan pesisir. Luas wilayah perairan mencapai 5,8 juta km2 atau sama dengan 2/3
dari luas wilayah Indonesia, terdiri dari Zona Ekonomi Ekslusif (ZEE) 2,7 juta km2 dan wilayah
laut territorial 3,1 juta km2. Luas wilayah perairan Indonesia tersebut telah diakui sebagai
Wawasan Nusantara oleh United Nation Convention of The Sea (UNCLOS, 1982).
Sarana transportasi laut sebagai media interaksi antar pulau yang berperan sebagai ―jembatan-
penghubung‖ atau akses yang efektif dan effisien dalam perwujudan Wawasan Nusantara.
Namun kondisi transportasi laut di Indonesia saat ini berada dalam taraf yang memprihatinkan,
karena seringnya terjadi kecelakaan yang berakibat pada meninggalnya penumpang dan
kerugian material yang cukup besar. Oleh karena itu, pengembangan sarana transportasi laut
yang cepat, aman dan nyaman menjadi sebuah tuntutan yang tidak bisa dihindari. Tuntutan ini menjadi salah faktor terjadinya pengembangan bentuk kapal-kapal yang tidak konvensional, misalnya kapal trimaran. Kapal trimaran memiliki tiga buah lambung, dimana sebagai lambung
utama berada di tengah. Bentuk lambung kapal trimaran dibuat ramping (slender body),
sehingga diperlukan lambung tambahan di samping. Hal ini mengingatkan kita pada perahu bercadik.
Bentuk kapal trimaran tersebut membuatnya memiliki beberapa keunggulan dibandingkan kapal monohull. Keunggulan-keunggulan kapal trimaran dibandingkan kapal monohull dalam hal kemampuan maneuver, geladak kapal yang luas, stabilitas yang lebih baik maupun tahanan yang lebih kecil.[1,2,3,4] Salah satu permasalahan tahanan pada perencanaan sebuah kapal trimaran adalah memperkecil pengaruh interference dari setiap lambung kapal trimaran. Pengaruh interference tersebut dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan tahanan residuary non interference dan tahanan residual actual. Tahanan residuary non-interference dijelaskan dengan uji tiap-tiap badan kapal secara terpisah pada range kecepatan.
Persamaan 1 dapat digunakan untuk mendapatkan koefisien tahanan residual non-interferensi trimaran secara keseluruhan, dimana rasio permukaan basah yang dipakai.
(1)
Karena side hull lebih kecil dibandingkan main hull maka angka Reynolds lebih besar dan sebagai sebuah hasil, tahanan gesek harus dihitung untuk sides dan main hull seperti
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 160 ditunjukkan pada persamaan 2.
(2)
Dari tahanan residual, CR dapat dijelaskan dengan pengurangan CFT dari CF. Pengaruh
interferensi relatif dari masing-masing konfigurasi side hull dapat dijelaskan dengan pengurangan CRNI dari CR, nilai ini merepresentasikan sebagai prosentase, seperti pada persamaan 3.
(3)
Untuk menghitung koefisien tahanan total kapal non-dimensional digunakan persamaan:
(4) Dimana tahanan gesek dihitung dengan pendekatan korelasi ITTC ‘57, yaitu:
(5)
Untuk mengevaluasi pengaruh interferensi masing-masing konfigurasi, selanjutnya factor interferensi didefinisikan, sebagai berikut:
(6)
Dimana CRNI komponen tahanan residual no-interferensi.
Dari teori thin-ship, tahanan gelombang total ditunjukkan dengan persamaan (7), dimana penjumlahan kedua berhubungan dengan interferensi gelombang yang diberikan oleh sejumlah badan (number of hulls).
(7) 2. Metode Penelitian
Pengkajian tahanan kapal trimaran dilakukan dengan melakukan percobaan dan metode numeric. Percobaan dilakukan dengan melakukan pengujian model di towing tank milik Laboratorium Hidrodinamika FTK-ITS. Pengujian dilakukan terhadap model kapal trimaran pada berbagai kecepatan untuk beberapa harga perbandingan separation to length (S/L) dan beberapa posisi longitudinal antara demihull dan mainhull. Analisa numeric dilakukan dengan menggunakan metode Computational Fluid Dynamic.
Model kapal terbuat dari bahan FRP (fiberglass reinforced plastics), dimana untuk memperoleh displacement yang sesuai dipergunakan skala berdasarkan hukum kesamaam Froude. Dimensi kapal trimaran dan model kapal trimaran yang dipergunakan ditampilkan pada Tabel 1 dan 2. Percobaan dilakukan pada memvariasikan harga clearance untuk jarak antara garis tengah mainhull dan demi hull adalah 1 (B1) dan 2 (B2) terhadap lebar mainhull dan harga stagger untuk posisi bagian belakang demihull terhadap bagian belakang main hull adalah -10% (S-1), 0% (S0) dan 10% (S1), sebagaimana terlihat pada Gambar 1 dan 2. Model kapal ditarik pada kecepatan 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 dan 28 dalam satuan knots.
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 161
a. B1 variasi clearance dengan jarak centre line antara mainhull dan demihull adalah satu kali lebar mainhull
b. B2 variasi clearance dengan jarak centre line antara mainhull dan demihull adalah dua kali lebar mainhull
Gambar 1. Pandangan depan kapal trimaran dengan variasi jarak antara mainhull dan demihull
a. S0 variasi stagger dengan posisi buritan antara mainhull dan demihull sejajar
b. S1 variasi stagger dengan posisi buritan demihull maju 10% panjang mainhull terhadap buritan mainhull
c. S-1 variasi stagger dengan posisi buritan demihull mundur 10% panjang mainhull terhadap buritan mainhull
Gambar 2. Pandangan belakang kapal trimaran untuk memperlihatkan posisi demihull terhadap mainhull
Tabel 1. Ukuran utama kapal
LOA (m) LPP (m) B (m) H (m) T (m) WSA (m2) Displ (ton)
Kapal trimaran
13 12 4.92 1.50 0.673 38.38 7
Seminar Nasional Teori dan Aplikasi Teknologi Kelautan, 5 Desember 2012 X - 162
0.8387 0.7742 0.3175 0.0968 0.0434 0.1514 1.8798