DESAIN DAN ANALISA STATIK SISTEM PENGGERAK ITS AUV-01 (AUTONOMUS UNDERWATER VEHICLE)

LAPORAN TUGAS AKHIR

DESAIN DAN ANALISA STATIK SISTEM

PENGGERAK ITS AUV-01 (AUTONOMUS

UNDERWATER VEHICLE)

MOCHAMAD RUSLI AL MATURIDI

2107100167

LATAR BELAKANG

Indonesia mempunyai

kekayaan bawah laut

yang sangat besar.

Indonesia

memiliki

potensi gempa yang

tinggi.

Ribuan spesies hayati

laut masih menjadi

misteri kekayaan laut

Indonesia.

Butuh TEKNOLOGI MODERN Salah satunya ITS AUV-01

Butuh sistem penggerak yang mampu memberikan

daya dorong yang sesuai dengan kebutuhan kapal

selam

Didesain sistem penggerak dengan dua propeller

sebagai pengganti sistem balance

BATASAN MASALAH

• Propeller yang dianalisis adalah propeller screw dengan spesifikasi:

diameter 100 mm.

Jumlah daun (blade) 4

Ae/A0= 0,85

• Propeller simetris pada bidang OXY dan OXZ.

• Analisis numerik menggunakan model 3D (tiga dimensi).

• Propeller dianalisis sebagai benda diam pada saat simulasi

aliran.

• Struktur desain dianalisis secara statik (static structural

analysis)

.

• Karena propeller dianalisis dalam keadaan diam maka

pengaruh temperatur diabaikan.

Rumusan Masalah

1.Bagaimana mengetahui efisiensi propeller

menggunakan metode Wageningen B-series

dengan bantuan diagram K

_T

-K

_Q

-J?

2. Bagaimana menganalisis desain profil aliran

dari propeller baik satu propeller maupun dua

propeller

yang disusun secara seri dalam satu

poros menggunakaan metode pendekatan

numerik ?

3. Bagaimana menganalisis kekuatan material

propeller

menggunakan pendekatan numerik

Luasan Daun Propeller

Rasio Pitch

Diameter Putaran _Propeller

Diameter Propeller Jumlah Daun Propeller

Dasar

Pemilihan

Propeller

Prosedur Penelitian

Kesimpulan

Analisis Struktur Statis

Simulasi Aliran

Studi Literatur

Keunggulan dan Kelemahan

Perbandingan struktur statis sistem peng-gerak AUV

Perbandingan profil aliran desain sistem penggerak AUV

Model Sistem Penggerak yang disimulasikan di

FLUENT

Boss propeller

Blade

Sisi belakang propeller Sisi depan propeller

Propeller pertama _{Propeller Kedua}

ANSYS

STRUKTUR

ANALYSIS

ANSYS

FLUENT

12.0

SIMULASI

ANSYS FLUENT (

Satu propeller)

Magnitude

Velocity

Velocity Magnitude Nilai (m/s)

Maximal 3,114614

Minimal -0,7068041

Static

ANSYS FLUENT (

Satu propeller)

Pressure

Static Pressure Nilai (Pa)

Maximal 6.058,698

Minimal -5.433,0342

ANSYS FLUENT (

Dua propeller)

Magnitude

Velocity

Velocity Magnitude

Propeler Pertama Propeler Kedua

Maximal 3,026132 2,967513 Minimal -0,80122 -0,25357 Average 1,586048 1,5598

Pressure

Static

ANSYS FLUENT (

Dua propeller)

Static Pressure (Pa) Propeler pertama Propeler Kedua Maximal _{6.783,458 4.553,51} Minimal _{-8457,77 -6215,4} Average _{2.088,589 480,8642}

Tabel Perbedaan

No Parameter Satu Propeler Dua Propeler Pertama Kedua 1 Velocity magnitude maksimal (m/s) 3,114614 3,026132 2,967513 2 Velocity magnitude minimal (m/s) -0,87838 -0,80122 -0,25357 3 Average velocity magnitude (m/s) 1,381225 1,586048 1,5598 4 Tekanan Statik Maksimal (Pa) 6.058,698 6.783,458 4.553,517 5 Tekanan Statik Minimal (Pa) -4803,39 -8457,77 -6215,4 6 Average Static Pressure (Pa) 438,7586 2.088,589 480,8642

Total Deformation

Stress Equivalent (Von-Mises)

Analisis

Simulasi

ANSYS Struktural

Analysis

Sistem Penggerak Satu Propeller

Pressure Nilai (Pa) Pressure Nilai (Pa)

Pressure 1 205307,1 Pressure 6 204404,1

Pressure 2 203724,1 Pressure 7 203929,6

Pressure 3 204296,3 Pressure 8 196941,9

Pressure 4 204404,1 Pressure 9 200003,7

Deformation

Total

Equivalent

Tegangan

Sistem Penggerak Dua Propeller

Propeller Pertama

Pressure Nilai (Pa) Pressure Nilai (Pa)

Pressure 1 204189,3 Pressure 6 201645,9

Pressure 2 204541,1 Pressure 7 201392,8

Pressure 3 205664,9 Pressure 8 196462,2

Pressure 4 205664,9 Pressure 9 198487

Propeller Pertama

Pressure Nilai (Pa) Pressure Nilai (Pa)

Pressure1 204189,3 Pressure 6 201645,9

Pressure2 204541,1 Pressure 7 201392,8

Pressure3 205664,9 Pressure 8 196462,2

Pressure4 205664,9 Pressure 9 198487

Deformation

Total

Equivalent

Tegangan

Propeller Kedua

Pressure Nilai (Pa) Pressure Nilai (Pa)

Pressure 1 202533,7 Pressure 6 199576,6 Pressure 2 200693,4 Pressure 7 200195,9 Pressure 3 200256,2 Pressure 8 199268,8 Pressure 4 202905,5 Pressure 9 198001,5 Pressure 5 200832,7 Pressure 10 198845

Deformation

Total

Equivalent

Tegangan

Tabel Perbedaan Struktur Statik Satu

propeller dan Dua Propeller

Parameter

Satu Propeler Dua Propeler

Pertama Kedua Deformasi (mm) Maksimal Minimal 0,013546 0 0,013608 0 0,012929 0 Tegangan (MPa) Maksimal Minimal 7,1834 4,9423e-06 7,2336 0,4977e-06 7,1967 0,45e-06

Tabel Perbedaan Struktur Statik dan

Profil Aliran Satu propeller dan Dua

Propeller

Profil Aliran

Struktur Statik

No Parameter Satu Propeler Dua Propeler Pertama Kedua 1 Velocity magnitude maksimal (m/s) 3,114614 3,026132 2,967513 2 Velocity magnitude minimal (m/s) -0,87838 -0,80122 -0,25357 3 Average velocity magnitude (m/s) 1,381225 1,586048 1,5598 4 Tekanan Statik Maksimal (Pa) 6.058,698 6.783,458 4.553,517 5 Tekanan Statik Minimal (Pa) -4803,39 -8457,77 -6215,4 6 Average Static Pressure (Pa) 438,7586 2.088,589 480,8642 7 Deformasi (mm) Maksimal Minimal 0,013546 0 0,01360 0 0,01292 0 8 Tegangan (MPa) Maksimal Minimal 7,1834 4,942e-06 7,2336 0,497e-06 7,1967 0,45e-06

KESIMPULAN

Dari tugas akhir tentang desain dan analisis sistem penggerak ITS AUV-01 (Autonomus Underwater Vehicle) didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

Efisiensi propeller yang digunakan adalah 40%

• Dari determinasi aliran didapatkan karakteristik aliran untuk satu propeller adalah

average velocity magnitude 1,381225 m/s, Velocity magnitude maksimal 3,114614

m/s, Average Static Pressure 438,7586 Pa. Sedangkan untuk dua propeller didapatkan Average velocity magnitude 1,227347 m/s, Average Static Pressure 476,9785 Pa.

• Dari analisa struktur statik dengan pendekatan numerik didapatkan struktur statik untuk satu propeller; Deformasi maksimal 0,013546 mm, Tegangan maksimal 7,1834 MPa. Sedangkan untuk dua propeller didapatkan; Deformasi maksimal 0,013608 mm terletak pada propeler pertama. Tegangan maksimal 7,2336 Mpa terletak pada propeler pertama.

• Dari keseluruhan data yang didapatkan tidak terdapat perbedaan struktur statik yang terlalu signifikan karena deformasi dan tegangan lebih dipengaruhi oleh tekanan

absolut yang mana tekanan absolut satu propeler dan dua propeler adalah sama besar.

• Sistem penggerak satu propeler mempunyai average velocity yang lebih besar dari dua propeller sedangkan average pressure satu propeller lebih rendah dari dua propeller. hal ini dikarenakan pada dua propeler fluida menabrak dua benda solid yakni propeler pertama dan kedua.



_{Daftar Pustaka}

1. Nurul, Muhammad. 2010. Sistem Navigasi pada Wahana Bawah Air Tanpa Awak. PENS ITS.

2. Anonim. 2007. http://www.indonesianship.com/Index.php. [23 Oktober 2011].

3. Julianto, Eko. 2009. Pemakaian Baling-Baling Bebas Putar (Free Rotating Propeller)

pada Kapal. UNDIP

4. Arief, I.S., Koenhardono, E.S., Ismail, S.H. 2000. Perancangan Program Pemilihan Propeller Jenis Wageningen B. FTK-ITS

5. Anonim. 2011.

http://www.maritimeworld.web.id/2011/05/hambatan-dan-propulsi-kapal.html. [12 Oktober 2011].

6. Indralaksana, M.G. 2011. Desain Dan Analisa Numerik Power Management System

pada AUV (Autonomus Underwater Vehicle) dengan Metode PID. ITS.

7. Harvald, Sv. Aa. 1992. Resistance and propulsion of ships. Krieger PublicationLewis.

8. Edward V. 1988. Principles of Naval Architecture Volume II: Resistance, Propulsion

LOGO

Mohon Kritik Dan

Saran