TUGAS AKHIR – MN 141581
ANALISIS ALIRAN FLUIDA UDARA AKIBAT PENDARATAN
HELIKOPTER TERHADAP PERMUKAAN HELIDECK PADA
KAPAL
M. Zain Fajar Ramadhani
NRP 4110100097
Dosen Pembimbing
Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D.
DEPARTEMEN TEKNIK PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
TUGAS AKHIR – MN 141581
ANALISIS ALIRAN FLUIDA UDARA AKIBAT PENDARATAN
HELIKOPTER TERHADAP PERMUKAAN HELIDECK PADA
KAPAL
M. Zain Fajar Ramadhani
NRP 4110100097
Dosen Pembimbing
Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D.
DEPARTEMEN TEKNIK PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
FINAL PROJECT – MN 141581
ANALYSIS OF THE FLOW OF AIR FLUID COUSED BY
HELICOPTER LANDING ON HELIDECK SURFACE ON THE
SHIP
M. Zain Fajar Ramadhani
NRP 4110100097
Supervisor
Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D.
DEPARTMENT OF NAVAL ARCHITECTURE
FACULTY OF MARINE TECHNOLOGY
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY
SURABAYA
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISIS ALIRAN FLUIDA UDARA AKIBAT PENDARATAN
HELIKOPTER TERHADAP PERMUKAAN HELIDECK PADA
KAPAL
TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Pada
Bidang Keahlian Rekayasa Perkapalan – Hidrodinamika Program Sarjana Departemen Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh:
M. ZAIN FAJAR RAMADHANI NRP 4110100097
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir: Dosen Pembimbing
Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D. NIP 19670406 199203 1 001
Mengetahui,
Kepala Departemen Teknik Perkapalan
Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D. NIP 19640210 198903 1 001
LEMBAR REVISI
ANALISIS ALIRAN FLUIDA UDARA AKIBAT PENDARATAN
HELIKOPTER TERHADAP PERMUKAAN HELIDECK PADA
KAPAL
TUGAS AKHIR
Telah direvisi sesuai dengan hasil Ujian Tugas Akhir Tanggal 10 Januari 2018
Bidang Keahlian Rekayasa Perkapalan – Hidrodinamika Program Sarjana Departemen Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh:
M. ZAIN FAJAR RAMADHANI NRP 4110100097
Disetujui oleh Tim Penguji Ujian Tugas Akhir:
1. Sri Rejeki Wahyu Pribadi, S.T., M.T. ……..………..………..
2. Aries Sulisetyono, S.T., MASc., Ph.D. ……..………..………..
3. Dr. Ir. I Ketut Suastika ……..………..………..
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir:
1. Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D. ……..………..………..
HALAMAN PERUNTUKAN
Dipersembahkan untuk mencari ridho kedua orang tua (Ridha Allah tergantung kepada keridhaan orang tua dan murka
Allah tergantung kepada kemurkaan orang tua)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunianya Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu penyelesaian Tugas Akhir ini, yaitu:
1. Bapak Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing dan Dosen Penguji atas bimbingan dan motivasinya selama pengerjaan dan penyusunan Tugas Akhir ini.
2. Ibu Sri Rejeki Wahyu Pribadi, S.T., M.T., Bapak Aries Sulisetyono, S.T., M.A.Sc., Ph.D., dan Bapak Dr. Ir. I Ketut Suastika selaku Dosen Penguji yang telah memberikan kritik dan sarannya untuk perbaikan Laporan Tugas Akhir ini.
3. Bapak Dony Setyawan, S.T., M.Sc. selaku dosen wali penulis yang senantiasa memberikan dukungan.
4. PT. Dirgantara Indonesia Khususnya Bapak Taufik dan Armada Laut Timur khususnya Letda Raditia karena telah mengizinkan dan membantu dalam pengumpulan data.
5. Keluarga penulis, Ibu, Bapak, Adik-adik yang selalu memberikan dukungan, do’a dan kebutuhan baik moril dan materiil bagi penulis.
6. Teman-teman Teknik Perkapalan Captain P-50, Sahabat PMII 1011, PK PMII 1011 2013-2014, Seperjuangan PMII Injury Time, JePITS, kawan LMB & Predidium UKM 2012-2014, dan Masyarakan Keputih Gang 3E Timur yang selalu memberikan dukungan dan semangat baik saat masa perkuliahan maupun pengerjaan Tugas Akhir ini.
7. S Safii, S Asad, S Safaat, Bang Taslim, Bang Rian, S Irawan, S Margono, S Yunico, Imam ITB, Yanda, P50 Alam, P50 Nawawi, P50 Simo, P50 Dwi, P50 Taufik, P50 Gita, Mas Sutiyo, Dr Barlaw, dan Luqman yang telah membantu secara aktif dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
8. Yang teristimewa Susmita Rachmawati yang senantisa memberikan semangat dan dukungan serta doa kepada penulis selama menyelesaikan tugas akhir ini.
9. Dan semua pihak yang telah membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, sehingga kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak.
Surabaya, 24 Januari 2018
ANALISIS ALIRAN FLUIDA UDARA AKIBAT PENDARATAN
HELIKOPTER TERHADAP
PERMUKAAN HELIDECK PADA KAPAL
Nama Mahasiswa : M. Zain Fajar Ramadhani
NRP : 4110100097
Departemen / Fakultas : Teknik Perkapalan / Teknologi Kelautan
Dosen Pembimbing : 1. Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D.
ABSTRAK
Heliport adalah suatu lapangan terbang atau suatu daerah tertentu di darat atau di perairan atau di suatu struktur, terdiri dari bangunan atau fasilitas (peralatan) yang dipakai sebagian atau seluruhnya untuk melakukan pendaratan, keberangkatan dan pergerakan pesawat helikopter. Helideck adalah tempat pendaratan dan lepas landas helikopter di perairan. CFD (Computational Fluid Dynamics) merupakan “pendekatan ketiga” dalam studi dan pengembangan di bidang dinamika fluida secara keseluruhan selain pendekatan teori dan eksperimen murni. Dari prinsip kekekalan energi, berkerjanya baling-baling adalah sama terhadap banyak energi yang diperoleh dari fluida per unit waktu. Bekerja per unit waktu, atau jumlah power yang dikonsumsi oleh baling-baling. Kecepatan 45 mph adalah kecepatan yang menyebabkan manusia akan terhempas. Kecepatan 45 mph tersebut memasuki kriteria angina kencang sekali. Adapun metode yang digunakan : Studi Literatur dan pencarian data, pembuatan model, meshing dan CFX, Validasi, penyajian. Kecepatan rata-rata angin tertinggi dihasilkan dari pendaratan helikopter sebesar 19,614 m/s. Kecepatan angin terendah dihasilkan dari pendaratan helikopter sebesar 7,142 m/s. Secara umum hembusan angin yang dihasilkan dari pendaratan helikopter aman bagi kru yang bekerja di helideck.
ANALYSIS OF THE FLOW OF AIR FLUID COUSED BY HELIKOPTER
LANDING ON HELIDECK SURFACE ON THE SHIP
Author : M. Zain Fajar Ramadhani Student Number : 4110100097
Department / Faculty : Naval Architecture / Marine Technology Supervisor : Prof. Ir. I Ketut Aria Pria Utama, M.Sc., Ph.D.
ABSTRACT
Heliport is a place of flying or a certain area on land or inside, or building used or for landing, departure and movement of helicopter aircraft. Helideck is a place where the landing and take off of helicopters in sound. CFD (Computational Fluid Dynamics) is the "third approach" in the study and development in the field of overall fluid dynamics in addition to theoretical and pure experimental approach. From the principle of conservation of energy, the power of the propeller is equal to the amount of energy obtained by the fluid per unit of time. Working per unit of time, or the amount of power consumed by the propeller. 45 mph speed is the speed that will cause humans to crash. The speed is 45 mph. Methods used: Literature study and data search, modeling, meshing and CFX, Validation, presentation. The average wind speed generated from the helicopter landing is 19,614 m/s. The wind speed generated from the helicopter landing is 7,142 m/s. Generally the wind blow resulting from helicopter landing is safe for the crew working in helideck.
DAFTAR ISI
LEMBAR PEN GESAHAN... iv
LEMBAR REVISI ...v
HALAMAN PERUNTUKAN ... vi
KATA PENGANTAR... vii
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
DAFTAR ISI ...x
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR GRAFIK ... xvi
DAFTAR SIMBO L... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1. Latar Belakang Masalah... 1
I.2. Perumusan Masalah ... 2
I.3. Tujuan ... 2
I.4. Batasan Masalah ... 2
I.5. Manfaat ... 3
I.6. Hipotesis... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAK A... 4
II.1. Fluida ... 4
II.1.1. Hukum Gas Ideal... 4
II.1.2. Ukuran-ukuran Massa dan Berat Fluida... 5
a. Kerapatan (Density) ... 5
b. Berat Jenis ... 6
II.2. Helikopter... 6
II.3. Landasan Helikopter (Helipad/Helideck) ... 6
II.4. Konsep Computational Fluid Dynamics (CFD) ... 7
II.4.1. Penggunaan CFD (Computation Fluid Dynamic)... 8
a. Tentang Penggunaan CFD (Computation Fluid Dynamic)... 8
b. Manfaat CFD ... 9
c. Posisi CFD di dunia Industri dan Teknologi ... 9
II.4.2. Simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic) ... 10
II.4.3. Persamaan Dasar Dinamika Fluida pada CFD ... 11
II.5. Helikopter Puma ... 11
II.5.1. Helikopter Aerospatiale Puma ... 11
II.5.2. Eurocopter AS332 Super Puma ... 13
II.6. KRI Surabaya (591) ... 14
II.7. Ringkasan Tugas Akhir Kaimuddin 2003 ... 15
II.8. Rumusan Persamaan Mencari N ilai Thrust Baling-baling Helikopter ... 16
II.9. Kecepatan Angin untuk manusia ... 19
BAB III METODOLOGI ... 22
III.1. Metode ... 22
III.1.1. Pendahuluan ... 22
III.1.3. Pencarian data ... 22
III.1.4. Pemodelan ... 23
III.1.5. Simulasi CFD ... 23
III.1.6. Perhitungan Tekanan Total dan Kecepatan Angin ... 23
III.1.7. Pembahasan ... 23
III.1.8. Penariakan Kesimpulan ... 24
III.2. Proses Pengerjaan ... 24
III.2.1. Pencarian Data... 24
a. Pencarian Data Gambar dan Ukuran Utama Helikopter ... 24
b. Pencarian Data Massa Helikopter dan Kecepatan Angin Baling-baling Helikopter ... 25
c. Pencarian Data Helideck Kapal KRI Surabaya dan Mekanisme Pendaratan Helikopter ... 27
III.2.2. Nilai Bilangan Reynold ... 27
III.2.3. Pemodelan ... 28
a. Pembuatan 2D Pada Maxsurf ... 28
b. Pembuatan Model 3D pada Maxsurf ... 30
c. Pembuatan Model Geometri pada CFD ... 30
d. Pembuatan Kotak Domain dan Deck ... 30
III.2.4. Meshing ... 31
III.2.5. Penentuan Domain dan Boundary... 33
a. Penentuan Model Analisis... 33
b. Domain ... 34
c. Inlet... 35
d. Deck, Air dan Helikopter sebagai Wall ... 35
e. Outlet ... 37
III.2.6. Proses Running ... 38
III.2.7. Validasi... 39
a. Konvergensi ... 39
b. Grid Independence ... 40
III.2.8. Sajian Data ... 41
a. Pengambilan Hasil Data ... 41
b. Definisi Data Tampilan ... 42
c. Penyajian Data... 43
III.3. Bagan Alir ... 44
BAB IV HASIL PERHITUNGAN DAN ANALISIS ... 46
IV.1. Hasil Perhitungan Tekanan Total... 46
IV.1.1. Model Helikopter dengan Ketinggian 0 Meter (Tepat Menyentuh Landasan) .. 46
IV.1.2. Model Helikopter dengan Ketinggian 2,5 Meter ... 48
IV.1.3. Model Helikopter dengan Ketinggian 5 Meter ... 50
IV.1.4. Analisa Tekanan Total ... 52
a. Analisa Tekanan Total Permukaan Helideck (Ketinggian 0 Meter dari Deck) … ... 52
b. Analisa Tekanan Total Ketinggian 0,85 Meter dari Deck ... 53
c. Analisa Tekanan Total Ketinggian 1,7 Meter dari Deck ... 55
d. Analisa Umum Tekanan Total ... 56
IV.2. Hasil Perhitungan Kecepatan ... 58
IV.2.1. Model Helikopter dengan Ketinggian 0 Meter (Tepat Menyentuh Landasan) .. 58
IV.2.3. Model Helikopter dengan Ketinggian 5 Meter. ... 63
IV.2.4. Analisa Kecepatan ... 65
a. Analisa Kecepatan Permukaan Helideck (Ketinggian 0 Meter dari Deck) .... 65
b. Analisa Kecepatan Ketinggian 0,85 Meter dari Deck ... 67
c. Analisa Kecepatan Ketinggian 1,7 Meter dari Deck ... 68
d. Analisa Umum Kecepatan... 69
IV.3. Hasil Perhitungan Tekanan ... 71
IV.3.1. Model Helikopter dengan Ketinggian 0 Meter (Tepat Menyentuh Landasan) .. 71
IV.3.2. Model Helikopter dengan Ketinggian 2,5 Meter ... 73
IV.3.3. Model Helikopter dengan Ketinggian 5 Meter ... 74
IV.3.4. Analisa Tekanan ... 76
a. Analisa Tekanan Permukaan Helideck (Ketinggian 0 Meter dari Deck) ... 76
b. Analisa Tekanan Ketinggian 0,85 Meter dari Deck ... 77
c. Analisa Tekanan Ketinggian 1,7 Meter dari Deck ... 78
d. Analisa Umum Tekanan ... 80
IV.4. Pembahasan... 81
IV.4.1. Perbedaan dengan Penelitian Sebelumnya ... 81
IV.4.2. Pembahasan Aliran Udara Akibat Pendaratan Helikopter ... 82
IV.4.3. Analisa Keamanan Kru Berdasarkan Kecepatan Angin ... 83
BAB V PENUTUP... 85
V.1. Kesimpulan ... 85
V.2. Saran... 86
DAFTAR PUSTAKA ... 88 LAMPIRAN
LAMPIRAN A GAMBAR PENAMPANG TEKANAN TOTAL
Lampiran A.1 Gambar Tekanan Total pada Ketinggian Helikopter 0 Meter Lampiran A.2 Gambar Tekanan Total pada Ketinggian Helikopter 2,5 Meter Lampiran A.3 Gambar Tekanan Total pada Ketinggian Helikopter 5 Meter LAMPIRAN B GAMBAR PENAMPANG KECEPATAN ANGIN
Lampiran B.1 Gambar Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 0 Meter Lampiran B.2 Gambar Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 2,5 Meter Lampiran B.3 Gambar Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 5 Meter LAMPIRAN C GAMBAR PENAMPANG ALIRAN KECEPATAN ANGIN
Lampiran C.1 Gambar Aliran Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 0 Meter Lampiran C.2 Gambar Aliran Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 2,5 Meter Lampiran C.3 Gambar Aliran Kecepatan Angin pada Ketinggian Helikopter 5 Meter LAMPIRAN D TABEL HASIL PERHITUNGAN TEKANAN TOTAL
Lampiran D.1 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan Total, Ketinggian Helikopter 0 Meter Lampiran D.2 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan Total, Ketinggian Helikopter 2,5 Meter Lampiran D.3 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan Total, Ketinggian Helikopter 5 Meter Lampiran D.4 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Total Ditinjau 0 Meter dari
Deck
Lampiran D.5 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Total Ditinjau 0,85 Meter dari Deck
Lampiran D.6 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Total Ditinjau 1,7 Meter dari Deck
Lampiran D.7 Tabel Perbandingan Perhitungan Rata-rata Tekanan Total LAMPIRAN E TABEL HASIL PERHITUNGAN KECEPATAN ANGIN
Lampiran E.2 Tabel Hasil Perhitungan Kecepatan Angin, Ketinggian Helikopter 2,5 Meter
Lampiran E.3 Tabel Hasil Perhitungan Kecepatan Angin, Ketinggian Helikopter 5 Meter Lampiran E.4 Tabel Perbandingan Perhitungan Kecepatan Angin Ditinjau 0 Meter dari
Deck
Lampiran E.5 Tabel Perbandingan Perhitungan Kecepatan Angin Ditinjau 0,85 Meter dari Deck
Lampiran E.6 Tabel Perbandingan Perhitungan Kecepatan Angin Ditinjau 1,7 Meter dari Deck
Lampiran E.7 Tabel Perbandingan Perhitungan Rata-rata Kecepatan Angin LAMPIRAN F TABEL HASIL PERHITUNGAN TEKANAN
Lampiran F.1 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan, Ketinggian Helikopter 0 Meter Lampiran F.2 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan, Ketinggian Helikopter 2,5 Meter Lampiran F.3 Tabel Hasil Perhitungan Tekanan, Ketinggian Helikopter 5 Meter Lampiran F.4 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Ditinjau 0 Meter dari Deck Lampiran F.5 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Ditinjau 0,85 Meter dari Deck Lampiran F.6 Tabel Perbandingan Perhitungan Tekanan Ditinjau 1,7 Meter dari Deck Lampiran F.7 Tabel Perbandingan Perhitungan Rata-rata Tekanan
LAMPIRAN G HASIL PENCARIAN DATA Lampiran G.1 Pencarian Data dari PT DI Lampiran G.2 Pencarian Data dari Armatim BIODATA PENULIS
DAFTAR GAMBAR
Gambar II-1 Penggunaan CFD... 10
Gambar II-2 Aerospatiale Puma ... 12
Gambar II-3 Helikopter Eurocopter AS332 Super Puma ... 14
Gambar II-4 Helideck K RI Surabaya (591) ... 14
Gambar II-5 Model Aliran Analisa Teori Momentum pada Rotor Saat Terbang Melayang ... 16
Gambar III-1 Gambar Helikopter Puma Tampak dari Samping ... 24
Gambar III-2 Gambar Helikopter Puma Tampak dari Atas ... 25
Gambar III-3 Gambar Helikopter Puma Tampak dari Depan ... 25
Gambar III-4 Gambar Helideck Nampak Atas dari Potongan Gambar Rencana Umum ... 27
Gambar III-5 Proses Pembuatan Ploting Model Helikopter Tampak Depan... 29
Gambar III-6 Proses Pembuatan Ploting Model Helikopter Tampak Atas ... 29
Gambar III-7 Proses Pembuatan Ploting Model Helikopter Tampak Samping ... 29
Gambar III-8 Model 3D pada Maxsurf ... 30
Gambar III-9 Geometri Model pada ICEM-CFD ... 30
Gambar III-10 Geometri Helikopter dan Deck ... 31
Gambar III-11 Gambar Penentukan Ukuran Meshing ... 32
Gambar III-12 Meshing Fluida pada ICEM-CFD ... 32
Gambar III-13 Meshing pada CFD (Deck dan Air) ... 32
Gambar III-14 Meshing Model CFD (Helikopter) ... 33
Gambar III-15 Meshing Model CFD (Helikopter dengan Perbesaran)... 33
Gambar III-16 Gambar Domain Model CFD... 34
Gambar III-17 Pemilihan Domain Model CFD ... 34
Gambar III-18 Lokasi Inlet pada Model ... 35
Gambar III-19 Penentuan Inlet pada CFD-CFX ... 35
Gambar III-20 Helikopter Wall Model... 36
Gambar III-21 Deck dan Freeboard sebagai Wall Model... 36
Gambar III-22 Deck dan Freeboard sebagai Wall Model... 37
Gambar III-23 Penentuan Wall Model ... 37
Gambar III-24 Outlet Model ... 38
Gambar III-25 Penentuan Outlet Model... 38
Gambar III-26 Cara Pengambilan Data pada CFX ... 42
Gambar III-27 Garis Hitam pada Gambar Menunjukkan Ketinggian Pengambilan Data Memanjang pada Helikopter 0 Meter... 43
Gambar III-28 Garis Hitam pada Gambar Menunjukkan Ketinggian Pengambilan Data Melintang pada Helikopter 0 Meter. ... 43
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Spesifikasi Aerospatiale Puma ... 12
Tabel II.2 Spesifikasi K RI Surabaya (591) ... 15
Tabel II.3 Tabel Kategori Kecepatan Angin Beaufort ... 19
Tabel III.1 Berat Helikopter Puma ... 25
Tabel III.2 Kapasitas Komputer dalam Running Model CFD ... 38
DAFTAR GRAFIK
Grafik III-1 Konvergensi Momentum dan Mass... 39
Grafik III-2 Konvergensi Turbulensi (KE) ... 40
Grafik III-3 Grid Independence ... 41
Grafik IV-1 Tekanan Total Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 0 Meter... 46
Grafik IV-2 Tekanan Total Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 0 Meter ... 47
Grafik IV-3 Tekanan Total Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter... 48
Grafik IV-4 Tekanan Total Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter ... 49
Grafik IV-5 Tekanan Total Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter... 50
Grafik IV-6 Tekanan Total Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter ... 51
Grafik IV-7 Perbandingan Tekanan Total Sumbu Melintang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter... 52
Grafik IV-8 Grafik Perbandingan Tekanan Total Sumbu Memanjang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 52
Grafik IV-9 Perbandingan Tekanan Total Sumbu Melintang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 53
Grafik IV-10 Perbandingan Tekanan Total Sumbu Memanjang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 54
Grafik IV-11 Perbandingan Tekanan Total Sumbu Melintang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 55
Grafik IV-12 Perbandingan Tekanan Total Sumbu Memanjang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 55
Grafik IV-13 Perbandingan Rata-rata Tekanan Total Melintang... 56
Grafik IV-14 Perbandingan Rata-rata Tekanan Total Memanjang ... 57
Grafik IV-15 Kecepatan Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 0 Meter ... 58
Grafik IV-16 Kecepatan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 0 Meter ... 59
Grafik IV-17 Kecepatan Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter ... 60
Grafik IV-18 Kecepatan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter ... 61
Grafik IV-19 Kecepatan Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter ... 63
Grafik IV-20 Kecepatan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter ... 64
Grafik IV-21 Perbandingan Kecepatan Sumbu Melintang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 65
Grafik IV-22 Perbandingan Kecepatan Sumbu Memanjang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 66
Grafik IV-23 Perbandingan Kecepatan Sumbu Melintang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 67
Grafik IV-24 Grafik Perbandingan Kecepatan Sumbu Memanjang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 67
Grafik IV-25 Perbandingan Kecepatan Sumbu Melintang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 68
Grafik IV-26 Perbandingan Kecepatan Sumbu Memanjang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 69
Grafik IV-27 Perbandingan Rata-rata Kecepatan Melintang ... 69
Grafik IV-28 Perbandingan Rata-rata Kecepatan Memanjang ... 70
Grafik IV-30 Tekanan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 0 Meter ... 72
Grafik IV-31 Tekanan Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter ... 73
Grafik IV-32 Tekanan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 2,5 Meter ... 73
Grafik IV-33 Tekanan Sumbu Melintang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter ... 74
Grafik IV-34 Tekanan Sumbu Memanjang Akibat Ketinggian Helikopter 5 Meter ... 75
Grafik IV-35 Perbandingan Tekanan Sumbu Melintang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 76
Grafik IV-36 Grafik Perbandingan Tekanan Sumbu Memanjang pada Permukaan Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter... 76
Grafik IV-37 Perbandingan Tekanan Sumbu Melintang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 77
Grafik IV-38 Perbandingan Tekanan Sumbu Memanjang pada Ketinggian 0,85 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 78
Grafik IV-39 Perbandingan Tekanan Sumbu Melintang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 78
Grafik IV-40 Perbandingan Tekanan Sumbu Memanjang pada Ketinggian 1,7 Meter dari Helideck terhadap Variasi Ketinggian Helikopter ... 79
Grafik IV-41 Perbandingan Rata-rata Tekanan Melintang ... 80
DAFTAR SIMBOL
υ = Volume jenis (m3/kg) ρ = rho/Massa jenis (kg/m3) γ = gamma/Berat jenis (N/m3) g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2) 𝑉⃗ = Kecepatan lokal
𝑑𝑆 = Luasan volume kontrol 𝐹 = Gaya total fluida W = Usaha fluida
ṁ = Massa per satuan waktu (kg/s)
w = kecapan fluida di ambang lembah aliran A∞ = Luasan disk di ambang lembah aliran A2/A = Luasan dareah disk rotor
vi/vh = Kecepatan aliran di rotor T = Thrust/Gaya angkat helikopter R = Jari-jari rotor
r∞ = Jari-jari ambang lembah Fs = Gaya gesek
μa = Koefisien gesek m = Massa (kg) v = Kecepatan Fd = Gaya dorong
CdA = Koefisien hambatan berdimensi dan luasan manusia (0,84 m2) η = Viskositas absolut fluida dinamis
d = Diameter lingkaran vc = Kecepatan kritikal fluida
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Menurut Undang-undang Nomor 1 Tahun 2009 pengertian pesawat udara tentang penerbangan adalah setiap mesin atau alat yang dapat terbang di atmosfer karena gaya angkat dari reaksi udara, tetapi bukan karena reaksi udara terhadap permukaan bumi yang digunakan untuk penerbangan Indonesia (psl. 1 ayat 30). Selain itu pesawat udara dalam Undang-undang Penerbangan juga dikenal dengan istilah pesawat terbang dan helikopter.
Helideck adalah tempat pendaratan dan lepas landas helikopter di perairan. Sedang Heliport adalah suatu lapangan terbang atau suatu daerah tertentu di darat atau di perairan atau di suatu struktur, terdiri dari bangunan atau fasilitas (peralatan) yang dipakai sebagian atau seluruhnya untuk melakukan pendaratan, keberangkatan dan pergerakan pesawat helikopter (Bupati Bandung, 2010). Dalam peratura tersebut, juga menjelaskan bahwa pentingnya persyaratan keselamatan dalam Heliport. Melihat pentingnya keselamatan, tidak heran apabila perizinan pembuatan heliport begitu ketat. Apabila ada pihak pengguna/pembuat heliport tidak dapat memenuhi ketentuan persyaratan keselamatan, maka izin operasi akan dicabut.
CFD (Computational Fluid Dynamics) merupakan “pendekatan ketiga” dalam studi dan pengembangan di bidang dinamika fluida secara keseluruhan selain pendekatan teori dan eksperimen murni. Dengan hadirnya komputer digital berkecepatan tinggi dan dikombinnasikan dengan pengembangan dari ketelitian algoritma numerik untuk penyelesaian masalah fisik pada komputer maka telah merubah dengan cepat cara kita dalam belajar dinamika fluida (Anderson, 1995).
Kaimuddin (2003) meneliti mengenai aliran fluida di atas deck kapal saat pendaratan helikopter. Adapun variabelnya dengan ketinggian hembusan 1,5 m, 3,5 m, dan 5,5 m. Pemodelan yang dipergunakan dengan penggambaran angin dihembuskan pada jarak ketinggian variabel terhadap pelat datar, input yang dipergunakan bilangan Reynold. Luaran yang dapat diperoleh adalah kecepatan udara hembusan dan radius jangkauan hembusan angin.
Dari uraian di atas penulis, tertarik untuk membuat Tugas Akhir dengan membahas aliran fluida udara dari helikopter terhadap permukaan helideck. Agar lebih mudah, pembahasan
mengguakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Meski sebelumnya sudah ada Tugas Akhir yang hampir serupa, namun perlu pembaruan dan perbaikan. Adapun pembaharuan yang jelas adalah perbedaan kecanggihan CFD dulu 2003, dengan CFD yang sekarang 2017, memungkinkan adanya penambahan animasi dan penyempurnaan desain dari model. Penyempurnaan yang dapat dilakukan adalah mengubah variabel dengan variabel yang lebih kompleks/valid.
I.2. Perumusan Masalah
Adapun Rumusan dari Tugas Akhir yang telah penulis susun adalah sebagai berikut: 1. Berapa kecepatan fluida udara pada Helideck?
2. Berapa tekanan udara pada helideck?
3. Berapa jarak radius hembusan pada permukaan helideck?
4. Bagaimana dampak hembusan angin helikopter berbahaya bagi kru kapal yang ada di helideck?
I.3. Tujuan
Adapun Tujuan dari Tugas Akhir adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui kecepatan fluida udara pada helideck yang ditimbulkan karena pendaratan helikopter.
2. Untuk mengetahui tekanan udara yang terjadi pada permukaan helideck akibat pendaratan helikopter.
3. Untuk mengetahui jarak radius hembusan fluida udara akibat pendaratan helikopter pada helideck.
4. Dapat mengetahui dampak dari hembusan angin helikopter yang sedang mendarat. Apakah berbahaya bagi kru yang berada di helideck atau tidak.
I.4. Batasan Masalah
Dalam penulisan Tugas Akhir ini akan dibatasi dalam beberapa masalah: 1. Helideck diambil ukuran dari KRI Surabaya (591)
3. Pada area pendaratan diasumsikan angin di sekitar helideck diam. Hanya memperhatikan angin dari hembusan putaran baling-baling helikopter.
4. KRI Surabaya tidak dimodelkan secara utuh, hanya helideck yang dimodelkan. I.5. Manfaat
Dengan diketahui tekanan, kecepatan, dan radius fluida udara akibat pendaratan helikopter dapat dijadikan acuan faktor keamanan bagi kru pendaratan helikopter yang berada di helideck.
I.6. Hipotesis
Dalam penelitian tugas akhir ini memiliki hipotesis yang dapat diajukan. Hipotesis yang dapat diajukan adalah:
1. Hembusan angin yang diakibatkan oleh pendaratan helikopter mencapai seluruh permukaan helideck.
2. Pendaratan helikopter di helideck berbahaya bagi kru kapal, karena selama ini jarang dilakukan pendaratan helikopter di deck, sekalipun ada dengan prosedur yang ketat.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Fluida
Fluida didefinisikan sebagai zat yang berdeformasi terus-menerus selama dipengaruhi suatu tegangan geser. Sebuah tegangan (gaya per satuan luas) geser terbentuk apabila sebuah gaya tangensial bekerja pada permukaan.
Meskipun struktur molekuler fluida penting untuk membedakan satu fluida dengan fluida lainnya, tidaklah mungkin untuk mengkaji masing-masing molekul ketika kita mencoba untuk menggambarkan perilaku fluida-fluida tersebut dalam keadaan diam atau bergerak. Kita mengkarakteristikkan perilaku tersebut dengan lebih mempertimbangkan nilai rata-rata atau makroskopik dari besaran yang ditinjau, di mana nilai rata-rata ter set dievaluasi pada sebuah volume kecil yang berisi banyak molekul. Jadi, ketika kita mengatakan bahwa kecepatan pada satu titik tertentu dalam sebuah fluida adalah sebesar tertentu, maka kita sebenarnya mengindikasikan kecepatan rata-rata dari molekul-molekul dalam volume kecil yang mengelilingi titik tersebut. Volume tersebut sangat kecil dibandingkan dengan dimensi fisik dari system yang ditinjau, tetapi cukup besar dibandingkan dengan jarak rata-rata antar molekul. Cara ini cukup beralasan untuk menggambarkan fluida, karena jarak antar molekul biasanya sangat kecil. Untuk gas-gas pada tekanan dan temperatur normal jarak antara ini berada pada tingkat 10-6 mm, dan untuk zat cair pada tingkat 10-7 mm. Banyaknya molekul setiap milimeter kubik pada tingkat 1018 untuk gas dan 1021 untuk zat cair. Jadi jelas bahwa jumlah molekul di dalam sebuah volume yang sangat kecil sangat besar, sehingga gagasan untuk menggunakan nilai rata-rata dari seluruh volume ini cukup beralasan. Jadi kita mengasumsikan bahwa seluruh karakteristik fluida yang ditinjau (tekanan, kecepatan, dan lain-lain) bervariasi terus-menerus di seluruh fluida. Artinya, kita memperlakukan fluida tersebut sebagai suatu materi kontinu (continuum) (Munson, et al., 2004).
II.1.1. Hukum Gas Ideal
Gas-gas sangat mudah dimampatkan (sangat mampu-mampat) dibandingkan dengan zat cair, di mana perubahan kerapatan gas berhubungan langsung dengan perubahan tekanan dan temperatur melalui persamaaan
di mana p adalah tekanan nutlak, ρ kerapatan, T temperatur mutlak2 dan R konstanta gas. Persamaan II.1 biasa disebut sebagai hukum gas ideal atau gas sempurna, atau persamaan gas ideal. Perilaku ini diketahui sangat mendekati perilaku gas-gas riil di bawah kondisi yang normal apabila gas-gas tersebut tidak mendekati keadaan pencairannya.
Tekanan dalam sebuah fluida dalam keadaan diam didefinisikan sebagai gaya normal per satuan luas yang diberikan pada sebuah permukaan bidang (nyata atau semu) yang terendam dalam fluida dan terbentuk dari tumbukan permukaan tersebut dengan molekul-molekul fluida. Dari definisinya, tekanan mempunyai definisi FL-2, dan dalam satuan BG dinyatakan sebagai lb/ft2 (psf) atau lb/in2 (psi) dan dalam satuan SI sebagai N/m2. Dalam SI, 1 N/m2 didefinisikan pascal, disingkat Pa dan tekanan biasanya dinyatakan dalam pascal. Tekanan-tekanan tersebut diukur relatif terhadap tekanan nol mutlak (tekanan yang hanya terjadi dalam suatu ruang hampa sempurna).Tekanan atmosfer standar pada permukaan laut (menurut kesepakatan internasional) adalah 14,696 psi (abs) atau 101,33 kPa (abs). Untuk kebanyakan perhitungan, tekanan ini dapat dibulatkan masing-masing menjadi 14,7 psi dan 101 kPa. Dalam bidang teknik, biasa diterapkan pengukuran tekanan relative terhadap tekanan atmosfer lokal, dan apabila kita mengukur dengan cara ini hasilnya disebut tekanan ukur (gage pressure). Jadi tekanan mutlak dapat diperoleh dari tekanan ukur dengan menambahkan nilainya dengan nilai tekanan atmosfer. Contoh, sebuah tekanan 30 psi (gage) dari sebuah ban sama dengan 44,7 psi (abs) pada tekanan atmosfer standar. (Munson, et al., 2004).
II.1.2. Ukuran-ukuran Massa dan Berat Fluida a. Kerapatan (Density)
Kerapatan sebuah fluida, dilambangkan dengan ρ (rho) didefinisikan sebagai massa fluida per satuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk mengkarakteristik massa sebuah fluida. Dalam satuan Satuan Internasional ρ mempunyai satuan kg/m3.
Nilai kerapatan dapat bervariasi cukup besar di antara fluida yang berbeda, namun untuk zat-zat cair, variasi tekanan dan temperatur umumnnya hanya memberikan pengaruh kecil terhadap nilai ρ. Kerapatan sebuah gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan temperaturnya
Volume jenis, υ, adalah volume per satuan massa dan oleh karena itu merupakan kebalikan dari kerapatan-artinya
υ =1
Sifat ini tidak bisa digunakan dalam mekanika fluida, tetapi digunakan dalam termo dinamika (Munson, et al., 2004).
b. Berat Jenis
Berat jenis dari sebuah fluida, dilambangkan dengan huruf Yunani γ (gamma), didefinisikan sebagai berat fluida per satuan volume. Berat jenis berhubungan dengan kerapatan melalui persamaan.
γ = ρg (II.3)
Di mana g adalah percepatan gravitasi lokal. Seperti halnya kerapatan yang digunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida, berat jenis digunakan untuk mengkarakteristikkan berat dari sistem tersebut. Dalam sistem BG, γ mempunyai satuan lb/ft3 dan satuan SI adalah N/m3. Di bawah kodisi gravitasi standar (g = 32,174 ft/s2 = 9,807 m/s2) (Munson, et al., 2004).
II.2. Helikopter
Menurut Undang-undang Nomor 1 Tahun 2009 pengertian pesawat udara tentang penerbangan adalah setiap mesin atau alat yang dapat terbang di atmosfer karena gaya angkat dari reaksi udara, tetapi bukan karena reaksi udara terhadap permukaan bumi yang digunakan untuk penerbangan Indonesia (psl. 1 ayat 3). Selain itu pesawat udara dalam Undang-undang Penerbangan juga dikenal dengan istilah pesawat terbang dan helikopter. Pesawat terbang adalah pesawat udara yang lebih berat dari udara, bersayap tetap dan dapat terbang dengan tenaga sendiri (psl. 1 ayat 4). Sedangkan helikopter adalah pesawat udara yang lebih berat dari udara, bersayap putar yang rotornya digerakkan oleh mesin (psl. 1 ayat 5)
II.3. Landasan Helikopter (Helipad/Helideck)
Helipad atau juga biasa disebut heliport adalah suatu landasan bisa di area daratan atau pada suatu fasilitas bangunan yang didesain khusus dan berfungsi sebagai landasan helikopter untuk pendaratan atau mengambil muatan dan penumpang yang dilengkapi dengan fasilitas penunjang lainnya. Karena sifat helikopter yang bisa mendarat dan terbang secara vertikal, helipad tidak membutuhkan tempat yang terlalu luas dan bisa berada di mana saja selama tersedia cukup ruang bagi rotor/baling-baling helikopter. Helipad seringkali ditemui di atap gedung, rumah sakit, anjungan lepas pantai ataupun di atas Vessel/FSO, di kapal helipad biasa disebut dengan helideck (Burt, 2000).
Suatu helipad dibuat dengan mengeraskan suatu permukaan yang jauh dari rintangan sehingga helikopter dapat mendarat. Helipad pada umumnya dibangun dari beton dan ditandai dengan suatu lingkaran atau suatu huruf “H” agar kelihatan dari udara. Dalam merencanakan helipad yang perlu diperhatikan yaitu tipe helikopter yang menyangkut dengan berat helikopter dengan bahan bakar penuh dan diameter rotor, kondisi lingkungan, dan tanda yang dirancang untuk visual pilot (Cruz & Dela, 2013). Beban hidup pada atap gedung tinggi yang diperlengkapi dengan helipad harus diambil sebesar minimum 200 kg/m2 di luar daerah landasan, sedangkan pada daerah landasannya harus diambil beban yang berasal dari helikopter sewaktu mendarat dan mengangkasa dengan ketentuan-ketentuan sebagai berikut: (Departemen Pekerjaan Umum RI, 1987)
1. Struktur landasan beserta struktur pemikulnya harus direncanakan terhadap beban-beban yang berasal dari helikopter yang paling menentukan, yaitu apabila terjadi pendaratan yang keras karena mesin mati sewaktu melandas (hovering).
2. Pembagian beban helikopter berasal dari masing-masing tumpuan pendarat yang meneruskan bagian tertentu dari berat bruto helikopter yang tergantung pada jenis helikopter dan jenis tumpuan pendaratnya.
3. Luas bidang kontak ini tergantung pada jenis helikopter dan jenis tumpuan pendaratnya. Pada umumnya, lantai landasan dapat dianggap kuat apabila direncanakan terhadap beban terpusat sebesar 50 persen dari berat bruto helikopter yang terbagi rata dalam bidang kontak seluas 600 cm2.
4. Konstruksi elevated helipad harus didesain untuk dapat menahan beban kejut pada pendaratan yang keras akibat mesin mati dengan koefisien kejut minimal satu koma lima kali dari berat bruto maksimum helikopter terbesar.
II.4. Konsep Computational Fluid Dynamics (CFD)
Computational fluid dynamics, biasanya disingkat sebagai CFD, adalah cabang dari mekanika fluida yang menggunakan metode numerik dan algoritma untuk memecahkan dan menganalisis masalah yang melibatkan aliran fluida. Komputer digunakan untuk melakukan perhitungan yang diperlukan untuk mensimulasikan interaksi antara zat cair dan gas dengan permukaan yang didefinisikan oleh kondisi batas (Anderson, 1995).
II.4.1. Penggunaan CFD (Computation Fluid Dynamic)
Sejarah penemuan CFD berawal pada tahun 60-an dan mulai dikenal pada tahun 70-an, awal pemakaian konsep CFD hanya terbatas pada aliran fluida dan reaksi kimia, namun seiring dengan berkembangnya industri di tahun 90-an membuat CFD semakin dibutuhkan pada berbagai aplikasi lain. Sebagai contoh adalah semakin berkembangnya software CAD yang memiliki kompatibilitas tinggi dengan CFD, baik dalam kelengkapan tool maupun dalam pendukung konsep perhitungan untuk menganalisa gaya yang terjadi pada model analisa. Pemakain CFD secara umum dapat dipakai untuk memprediksi : (Nawawi, 2015)
1. Aliran suatu fluida beserta distribusi temperaturnya 2. Transfer massa
3. Perubahan fasa seperti pada proses melting, pengembunan dan pendidihan 4. Reaksi kimia seperti oksidasi (pembakaran)
5. Gerakan mekanis seperti piston, fan dan propeller pada kapal 6. Tegangan dan tumpuan pada benda solid
7. Gelombang elektromagnetik.
Penggunaan CFD di dunia industri relatif baru, pertama kali digunakan sekitar tahun 1990-an pada industri penerbangan. Karena kesuksesan CFD di dunia industri penerbangan semenjak pertama kali digunakannya, CFD secara cepat menjadi komponen vital di dalam dunia industri khususnya desain produk, manufaktur, proses, serta optimasi; sejak itu pula CFD digunakan tidak hanya pada industri penerbangan. Karena sekarang telah tersedia komputer dan tampilan software yang ramah pengguna (user-friendly interfaces), CFD secara luas memasuki komunitas industri pada tahun 1990-an dan tetap dikembangkan serta digunakan sampai saat ini (Lebrag, 2014).
a. Tentang Penggunaan CFD (Computation Fluid Dynamic) Penggunaan CFD di antaranya: (Lebrag, 2014)
1. Desain ruang atau lingkungan yang aman dan nyaman.
2. Desain kendaraan untuk memaksimalkan karakter aerodinamikanya. 3. Desain blok mesin untuk mengoptimalkan pembakarannya.
5. Mempelajari sistem arterial (computational hemodynamics) bagi dokter dan ahli bedah. 6. Analisis kegagalan (failure) untuk mencari sumber-sumber kegagalan misalnya pada sistem
pembakaran, aliran uap panas, dan perpipaan. 7. Mempelajari reaksi pembakaran dan pendinginan. 8. Dan lain sebagainya.
b. Manfaat CFD
Ada tiga manfaat umum CFD yang dikenal secara luas, yaitu insight, foresight dan efficiency. (Lebrag, 2014)
Insight – Pemahaman Mendalam. Ada banyak sistem yang ingin kita pelajari, namun sulit untuk dibuat prototipenya atau sulit untuk diuji coba, misalnya adalah organ pernafasan dan sistem arterial. Dengan CFD, dapat dibuat prototipe virtual yang mana dapat menambah pemahaman kita tentang suatu peristiwa yang melibatkan aliran fluida.
Foresight – Prediksi. Pada dasarnya, CFD digunakan untuk memprediksi, dengan CFD kita dapat dengan mudah menjawab pertanyaan tipikal ‘bagaimana jika’ (how if questions) dengan mengubah parameter, geometri, serta kondisi batasnya sehingga didapatkan desain yang optimal.
Efficiency – Efisiensi. Dengan bantuan CFD, proses mendesain sistem akan menjadi lebih hemat dan efisien, baik dari segi biaya, tenaga, dan waktu. Dengan CFD waktu riset dapat diperpendek dan biaya riset dapat dipangkas.
c. Posisi CFD di dunia Industri dan Teknologi
Di dunia industri dan teknologi, CFD memainkan peranan yang sangat penting. Dalam artikel yang dituliskan Lebrag (2014) beliau mengukitp sebuah paper oleh Johnson, et al (2003) dari perusahaan penerbangan raksasa Boeing dalam penggalan paper-nya menyatakan :“Si Nomor 777, merupakan desain baru, memungkinkan para desainer memiliki kebebasan dalam substansi guna mengeksploitasi kemajuan CFD. Banyak fitur lain dari desain pesawat dipengaruhi oleh CFD. Misalnya, CFD berperan dalam desain badan pesawat. Setelah diameter badan pesawat diselesaikan, CFD digunakan untuk merancang kabin. Tidak perlu ada pengubahan yang diperlukan dari pengujian terowongan angin (wind tunnel). Bahkan, kebutuhan untuk pengujian terowongan angin desain kabin depan diabaikan. Sebagai hasil penggunaan aplikasi CFD, Penilaian desain sayap dan pengujian terowongan angin pada lajur
aliran kecepatan tinggi selama proses program pengembangan pesawat terus berkurang. Semua Ini: kemajuan pengembangkan dan penggunakan aplikasi CFD untuk kebutuhan komersil pengembangan pesawat telah menghemat Boeing puluhan juta dolar selama 20 tahun terakhir”
Penggunaan CFD sangatlah luas, contoh di atas hanyalah salah satu dari banyak keuntungan CFD di dunia industri.
(Sumber: http://fisikaveritas.blogspot.co.id/2014/03/tentang-computational-fluid-dynamics-cfd.html)
Gambar II-1 Penggunaan CFD II.4.2. Simulasi CFD (Computational Fluid Dynamic)
Prinsip perhitungan CFD diawali dengan membagi domain fluida menjadi sejumlah elemen terintregrasi. Setiap elemen tersebut dikontrol oleh suatu persamaan dengan menggunakan perhitungan numerik, untuk kemudian diperoleh hasil berupa gaya-gaya yang bekerja pada model ataupun keterangan lain yang dapat menggambarkan kondisi model pada kondisi batas tertentu. Kondisi batas dalam hal ini diperlukan sebagai input. Prinsip ini sering dipakai pada proses perhitungan dengan menggunakan bantuan komputasi komputer. Contoh lain penerapan prinsip tersebut adalah Finite Element Analysis (FEA) yang digunakan untuk menghitung tegangan yang terjadi pada benda solid.
CFD menerapkan perhitungan yang dikhususkan pada fluida beserta perilakunya, mulai dari aliran fluida, heat transfer dan reaksi kimia yang terjadi pada fluida. Atas prinsip-prinsip dasar mekanika fluida, konservasi energi, momentum dan hukum kekekalan massa, perhitungan CFD dapat dilakukan. Secara sederhana proses perhitungan CFD dapat diawali dengan mendifinisikan suatu model menjadi elemen-elemen kecil. Setiap elemen yang terbentuk akan
dikontrol dengan menggunakan konsep persamaan dinamika fluida. Seperti pada persamaan matematis lainnya, persamaan dinamika fluida memerluka variabel input-an untuk mendapatkan suatu nilai hasil. CFD memanfaatkan kondisi batas (Boundary Conditions) pada domain fluida sebagai variabel input-an guna menjalankan persamaan tersebut. Sebagai contoh, ketika suatu model yang akan dianalisa melibatkan temperatur maka perhitungan yang dilakukan akan menggunakan persamaan energi atau konservasi dari energi tersebut. Sehingga dapat dikatakan bahwa inisialisasi awal dari persamaan dinamika fluida adalah boundary condition (Nawawi, 2015).
II.4.3. Persamaan Dasar Dinamika Fluida pada CFD
Pada dasarnya semua jenis CFD menggunakan persamaan dasar (governing equation) dinamika fluida yaitu persamaan kontinuitas, momentum dan energi. Persamaan-persamaan ini merupakan pernyataan matematis untuk tiga prinsip dasar fisika :
1. Hukum Kekekalan Massa (The Conservationof Mass) 2. Hukum Kedua Newton (Newton’s Second Law of Motion) 3. Hukum kekekalan Energi
Untuk mendapatkan persamaan dasar gerak fluida, filosofi berikut selalu diikuti:
1. Memilih prinsip fisika dasar dari hukum–hukum fisika (Hukum Kekekalan Massa, Hukum Kedua Newton, Hukum Kekekalan Energi).
2. Menerapkan prinsip-prinsip fisika di dalam model aliran. Dari penerapan, diuraikan persamaan matematis yang meliputi prinsip-prinsip fisika dasar.
Metodologi pengerjaan tugas akhir secara garis besar dibagi menjadi dua tahap utama, yaitu analisa geometri dan analisa software. Untuk analisa geometri diawali dari studi literatur yang diperoleh dari data yang didapat dari referensi berupa buku sebagai acuan untuk konsep desain. Setelah tahap pertama selesai dilanjutkan ketahap kedua yaitu analisa software, pada tahap ini diawali dengan pembuatan model kapal, dan bila syaratnya sudah memenuhi kemudian dilakukan tahap analisa dengan software (Nawawi, 2015).
II.5. Helikopter Puma
II.5.1. Helikopter Aerospatiale Puma
330. Varian-varian dari helikopter ini juga diproduksi, dirakit atau dilisensi oleh Atlas Aircraft Corporation dari Afrika Selatan sebagai Atlas Oryx, ICA dari Rumania dan IPTN dari Indonesia. IPTN NAS 330 J: Ini adalah versi yang dirakit oleh IPTN di Indonesia dengan nama lokal NAS 330 J dan Aerospatiale menyebutnya SA 330 J. Sebanyak 11 unit telah diproduksi.
(Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:SA_330_Puma_Drawing.svg) Gambar II-2 Aerospatiale Puma
Tabel II.1 Spesifikasi Aerospatiale Puma Jumlah Kru = 3
Kapasitas =16 penumpang Panjang (main) = 59 ft 6 in Panjang (alt) alt = 18.15 m Lebar (main) = 49 ft 3 in Lebar (alt) = 15.0 m
Tinggi (main) = 16 ft 10 in Tinggi (alt) = 5.14 m Bobot kosong (main) = 8,310 lb Bobot Kosong (alt) = 3,770 kg max takeoff weight main = 16,300 lb max takeoff weight alt = 7,400 kg Mesin (prop) = Turboméca Turmo IVC
tipe prop = turboshaft Jumlah prop = 2
power main = 1,575 hp power alt = 1,175 kW
Kec.maks (main) = 139 knot, 177 mpj Kec.maks (alt) = 258 km/j
Jarak (main) = 310 nm, 360 mil Jarak (alt) = 570 km
ceiling main = 15,750 kaki ceiling alt = 4,800 m
climb rate main = 1,810 kaki/menit climb rate alt = 9.2 m/
II.5.2. Eurocopter AS332 Super Puma
Eurocopter AS332 Super Puma (awalnya dibuat oleh Aérospatiale) adalah helikopter sipil dan militer yang dibuat oleh Eurocopter. Merupakan versi Aérospatiale Puma yang diperbesar dan dipermesinkan kembali yang pertama kali terbang pada tahun 1978, dengan kabin penumpang yang besar.
Sejumlah varian militer terspesialisasi sudah digunakan, termasuk versi SAR dan ASW. Sejak tahun 1990, Super Puma militer telah dipasarkan sebagai Cougar. Seri Super Puma Aerospatiale ini berasal dari seri Puma Eurocopter/Aerospatiale Puma tetapi mempunyai kabin baru diperpanjang dan mesin baru. Super Puma, datang di bawah label Eurocopter pada tahun 1992, kemudian terlihat berhasil pada berbagai tanda dan varian. Helikopter ini masih beroperasi di seluruh dunia dalam berbagai bentuk.
Penerbangan pertama Super Puma terjadi pada tahun 1978. Sistem dipasangi dengan mesin serbaguna Turbomeca turboshaft yang memutar rotor utama empat-bilah dan rotor ekor empat-bilah tradisional. Helikopter ini diawaki oleh satu atau dua personil dan dapat membawa 29 personil dalam pengaturan ruang kabin longgar. Varian Super Puma memungkinkan untuk melakukan peran pada saat perang maupun damai. Pod senapan, roket dan misil dapat dipasang secara eksternal, serta peralatan untuk peran anti-kapal. Sebuah senapan juga dapat dipasang di pintu kabin untuk keamanan tambahan.
Operator dari seluruh dunia telah terlihat puas dengan Super Puma, Indonesia bahkan memproduksi (di bawah lisensi) beberapa helikopter ini. Operator lainnya tersebar dari Samudra Pasifik, Afrika, Timur Tengah, dan Eropa. Dalam bentuk apapun, Super Puma meneruskan keberhasilan dari seri Puma SA 330.
(Sumber:
https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:GFS_Super_Puma_on_USS_Mobile_Bay .jpg)
Gambar II-3 Helikopter Eurocopter AS332 Super Puma II.6. KRI Surabaya (591)
KRI Surabaya (591) adalah sebuah kapal LPD buatan Daesun Shipbuildings & Engineering Co. Ltd, Korea Selatan. Kapal ini merupakan kapal ke tiga dari kapal-kapal yang dibangun di Korsel dan dirancang sebagai kapal perang LPD Commando. Selain sebagai kapal tempur, kapal yang berteknologi desain semi-siluman ini juga berfungsi untuk operasi kemanusiaan serta penanggulangan bencana alam.
(Sumber:
http://images.detik.com/customthumb/2015/05/21/1384/115157_9.krisurabaya 9.jpg?w=600&q=90)
Tabel II.2 Spesifikasi KRI Surabaya (591) Spesifikasi KRI Surabaya 591
1 Produksi Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering (Daesun Shipyard), Korea Selatan
2 Pengguna TNI AL
3 Panjang 122 meter
4 Lebar 22 meter
5 Berat kosong 7,300 ton 6 Berat penuh 11,394 ton
8 Kecepatan Ekonomis 12 knot
Jelajah 14 knot Maksimum 16 knot 9 Jarak jelajah 10,000 Nm (30 hari) 10 Ketahanan berlayar + 45 hari
11 Jumlah awak 126 kru
Akomodasi hingga 518 orang 218 Pasukan
12 Mesin pendorong 2 x MAN B&W 8L28/32A diesel rated at 2666 BHP/1960 kW@ 775 RPM
13 Persenjataan 1 x Meriam Bofors 40 mm L/70 4 x Kanon Rheinmetall kaliber 20 mm 14 Fasilitas penerbangan Deck Helikopter dan Hanggar
II.7. Ringkasan Tugas Akhir Kaimuddin 2003
Tugas Akhir Kaimuddin membahas mengenai pendaratan helikopter. Studi tentang distribusi kecepatan dan tekanan pada saat pendaratan helikopter di atas geladak kapal akibat aliran yang terjadi di atas platform geladak tersebut dirasakan sangat penting. Hal ini disebabkan karena disamping banyak digunakan untuk perencanaan area platform pada geladak kapal juga digunakan pada helideck untuk bangunan terbuka lainnya. Antara lain dapat membantu menentukan zona aman untuk pendaratan helikopter dan Anak buah kapal akibat fenomena aliran.
Pada studi tersebut benda diasumsikan dalam keadaan diam sedangkan fluidanya yang bergerak. Ukuran helikopter dibuat dalam bentuk model dengan panjang 8 m dan 3 m.
dalam bentuk 2-Dimensi. Studi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Flotran CFD (Computational Fluid Dynamics) ANSYS 5.7 yang merupakan salah satu perangkat lunak yang dipakai untuk aplikasi analisa dinamika fluida.
Dari studi ini diharapkan akan diketahui bentuk dari distribusi kecepatan dan tekanan yang terjadi pada satiap jarak ketinggian tertentu terhadap helideck, terutama pada daerah sepanjang model dan sekitarnya khususnya di atas landasan.
II.8. Rumusan Persamaan Mencari Nilai Thrust Baling-baling Helikopter
J. Gordon Laishman (2008) dalam Principles of Helikopter Aerodynamics halaman 60-63 menjelaskan penurunan rumus Thrust baling-baling helikopter sebagai berikut :
Dalam konsep, akan diasumsikan bahwa udara melewati baling-baling satu dimensi, seolah-olah stabil, tidak tertahan dan mengalir. Menurut fluida ideal bahwa ketika satu fluida mengalir maka tidak ada gesekan antar elemen fluida tersebut. Oleh karena itu gagal induksi merupakan satu satunya kerugian dalam fluida dengan kerugian lain yang dihasilan dari aksi viskositas yang diasumsikan tidak berubah sepanjang waktu. Sehingga diasumsikan bahwa alirannya satu dimensi dan sifatnya konstan antar baling-baling saat dilewati yang artinya sifat fuida berubah saat posisiya relatif vertikal terhadap baling-baling.
(Sumber: Principles of Helikopter Aerodynamics (2008) halaman 61) Gambar II-5 Model Aliran Analisa Teori Momentum pada Rotor Saat Terbang Melayang
Dalam kasus mengambang di udara kontrol voume udara disekitar baling-baling dan bergelombang diarea permukaan S yang ditunjukan pada Gambar II-5 Dengan dS unit normal area vektor yang mana biasanya selalu menujukkan volume kontrol menyebrang permukaan S.
Persamaan umum yang mengatur penerapan konservasi dari masa fluida terhadap kontrol volume dapat dituliskan sebagai berikut.
∬ 𝜌𝑉⃗ . 𝑑𝑆 𝑠 = 0 (II.4)
Dimana V adalah kecepatan lokal dan ρ adalah masa jenis dari fluida. Persamaan ini menunjukan bahwa aliran massa yang masuk volume kontrol harus sama dengan aliran masa keluar dari volume kontrol. Perhatikan bahwa ini merupakan persamaan skalar. Kesamaannya, persamaan yang mengatur konservasi dari momentum fluida dapat dituliskan sebagai berikut.
𝐹 = ∬ 𝑝𝑑𝑆 𝑠 + ∬ (𝜌𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )𝑉⃗ 𝑠 (II.5)
Untuk aliran yang terus mengalir, gaya tekanan total fluida di dalam kontrol volume sama dengan nol. Oleh karena itu gaya total ada fluida F, adalah sejalan dengan laju perubahan momentum fluida terhadap waktu saat menyebrang permukaan S. Meskipun Persamaan II.5 adalah berupa persamaan vektor, ini dapat disederhanakan dengan asumsi seolah-olah aliran satu dimensi. Pada dasarnya pengenyampingan dari asumsi tekanan sama melompati luasan baling-baling dan menyebabkan distribusi yang sama pada kecepatan sepanjang horisontal saat menyebrang di bawah volume kontrol. Karena gaya pada fluida disuplai oleh baling-baling berdasarkan hukum newton III fluida yang mendesak harus sama dengan gaya pada seberang baling-baling. Gaya ini adalah daya dorong rotor, T. Sehingga persamaan umum yang mengatur energi konservasi pada aliran dapat dituliskan sebagai berikut.
𝑊 = ∬𝑠 12(𝜌𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )|𝑉⃗ |2 (II.6)
Persamaan ini secara sederhana berguna pada fluida dengan menunjukkan baling-baling memperoleh energi kinetik dari fluida dalam perwujudan unit waktu. Ini juga merupakan persamaan skalar.
Persamaan umum dari masa fuida, momentum, dan kekekalan energi dapat diaplikasikan terhadap masalah khusus dari baling-baling udara helikopter. dalam Gambar II-5 cross section 0 menjelaskan lokasi jauh di atas dari baling-baling, dimana dalam kasus fluida mengambang di udara (V0 = 0). Area luasan baling-baling didenotasikan oleh A. Persilangan 1 dan 2 adalah berada di atas dan di bawah luasan baling-baaling, dan batasan bawah yang didenotasikan oleh persilangan tak hingga. Pada rotor sebuah pesawat, diasumsikan bahwa kecepatan (termasuk kecepatan atau kecepatan terhadap masa dari kandungan udara dalam volume kontrol pada luasan baling-baling) adalah vi. Dalam batasan jauh (the vena contracta), Kecepatan yang akan ditingkatkan pada rotor pesawat dan kecepatan ini didenotasikan oleh w.
Berdasarkan asumsi bahwa aliran seolah-olah konstan dan prinsip dari konservasi masa, laju aliran massa, m harus bersifat konstan dalam garis batas baling-baling rotor. Oleh karena itu laju aliran massa adalah
𝑚̇ = ∬ 𝜌𝑉⃗ . 𝑑𝑆 ∞ = ∬ 𝜌𝑉⃗ . 𝑑𝑆 2 (II.7)
Dan 1-D asumsi aliran tidak tertahan mengurangi persamaan ini menjadi
𝑚̇ = 𝜌𝐴∞𝑤 = 𝜌𝐴2𝑣𝑖 = 𝜌𝐴𝑣𝑖 (II.8)
Prinsip kekekalan momentum fluida memberikan hubungan antara thrust baling-baling, T, dan waktu laju perubahan total dari momentum fluida keluar dari volume kontrol (Hukum Newton II). Thrust baling-baling sama dan berbanding terbalik terhadap gaya fluida. Dimana ditunjukan dengan
−𝐹 = 𝑇 = ∬ 𝜌(𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )𝑉⃗ ∞ − ∬ 𝜌(𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )𝑉⃗ 0 (II.9)
Karena dalam melayang penerbangan kecepatan baik hulu rotor adalah diam, istilah kedua di sisi kanan negatif persamaan di atas adalah nol. Oleh karena itu, untuk masalah di ambang atas, dorong rotor dapat ditulis sebagai persamaan skalar
𝑇 = ∬ 𝜌(𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )𝑉⃗ ∞ = 𝑚̇𝑤 (II.10)
Dari prinsip kekekalan energi, berkerjanya baling-baling adalah sama terhadap banyak energi yang diperoleh dari fluida per unit waktu. Bekerja per unit waktu, atau jumlah power yang dikonsumsi oleh baling-baling, Tvi dan hasilnya ditunjukan oleh persamaan
𝑇𝑣𝑖 = ∬∞ 12𝜌(𝑉⃗ .𝑑𝑆 )𝑉⃗ 2 − ∬0 12𝜌(𝑉⃗ . 𝑑𝑆 )𝑉⃗ 2 (II.11) Pada Persamaan bagian kanan bernilai 0
𝑇𝑣𝑖 = ∬ 12𝜌(𝑉⃗ .𝑑𝑆 )𝑉⃗ 2 ∞ = 1 2𝑚̇𝑤 2 (II.12) Dari persamaan II.10 dan II.12 jelas bahwa
𝑣𝑖 =1
2𝑤 (II.13)
Atau w = 2 vi. Oleh karena itu diberikan hubungan sederhana antara kecepatan induksi pada rotor pesawat, vi dan kecepatan w dalam vena contracta.
Karena kecepatan aliran meningkat pada area di bawah baling-baling, pertimbnagan kontinuitas mensyaratkan bahwa area dari slipstream harus menurun. berdasarkan observasi dari masa fluida antara rotor dan vena contracta
Sehingga rasio ambang dari area persilangan secara keselurahan luasan terjauh batasan terhadap area luasan baling-baling
𝐴∞
𝐴 =
1
2 (II.15)
Dengan kata lain, berdasarkan asumsi fluida ideal, vena contracta adalah area yang tepat 1/2 dari area luasan baling-baling. sebagai kemungkina lain, radius dari batas jauh luasan, r∞, sebanding dengan rotor, R, dengan dapat ditunjukan sebagai berikut
𝑟∞ = 𝑅
√2 (II.16)
Oleh karena itu, rasio dari radius baling-baling dengan radius motor adalah 1 / √2 = 0,707. Ini disebut dengan rasio kontraksi baling-baling. Pada prakteknya, sudah ditemukan secara eksperimen bahwa rasio kontraksi baling-baling tidak sebesar nilai teoritisnya oleh teori momentum; sekitar 0,78 dibandingkan terhadap 0,707. Ini berarti konsekuensi dari vikositas fluida, kenyataannya pemasukan yang seragam akan menghasilkan disk (luasan lingkaran) dan kecepatan putaran angin yang kecil di dalam induksi baling rotor oleh putaran baling-baling rotor. Biasanya secara langsung mengakibatkan viskositas dari fluida menjadi tidak ideal.
Sebelumnya sudah dijelaskan menggunakan Persamaan II.10 bahwa teori mementum dapat digunakan untuk menghubungkan thrust baling-baling dengan kecepatan induksi pada luasan baling-baling dengan menggunakan persamaan berikut
𝑇 = 𝑚̇𝑤 = 𝑚̇(2𝑣𝑖) = 2(𝜌𝐴𝑣𝑖)𝑣𝑖 = 2𝜌𝐴𝑣𝑖2 (II.17)
Disusun kembali persamaan ini dan mengatasi masalah kecepatan induksi pada luasan baling-baling 𝑣ℎ≡ 𝑣𝑖 = √ 𝑇 2𝜌𝐴 = √( 𝑇 𝐴) 1 2𝜌 (II.18)
Rasio T / A dikenal sebagai loading disk, yang merupakan parameter yang sangat penting dalam analisis helikopter. Perhatikan bahwa vh ≡ vi digunakan untuk mewakili kecepatan diinduksi di ambang atas. Nilai ini akan digunakan kemudian sebagai referensi ketika lepas landas dan kondisi pendaratan. (Leishman, 2008)
II.9. Kecepatan Angin untuk manusia
Tabel II.3 Tabel Kategori Kecepatan Angin Beaufort No Katagori Kecepatan Kecepatan Angin
1 Tenang 0-0,3 (0-0,67)
2 Sedikit Tenang 0,3-1,5 (0,67-3,36)
3 Sedikit Hembusan Angin 1,5-3,3 (3,36-7,38) 4 Hembusan Angin pelan 3,3-5,5 (7,38-12,3) 5 Hembusan Angin Sedang 5,5-8 (12,3-17,9)
6 Sejuk 8-10,8 (17,9-24,16)
7 Hembusan Angin Kuat 10,8-13,9 (24,16-31,09) 8 Mendekati Kencang 13,9-17,2 (31,09-38,48) 9 Kencang 17,2-20,7 (38,48-46,3) 10 Kencang Sekali 20,7-24,5 (46,3-54,8) 11 Badai 24,5-28,4 (54,8-63,53) 12 Badai Dasyat 28,4-32,6 (63,53-72,92) 13 Badai Topan 32,6 < (72,92 <)
(Sumber: Analisa Karakteristik Kecepatan Angin dan Gelombang Menggunakan Data Satelit Almetri : 2010)
Gaya yang dapat membuat kita tertahan di tanah adalah gaya gesek statis. Dirumuskan
𝐹𝑠= 𝜇𝑎𝑚𝑔 (II.19)
Kekuatan yang melawan gaya tersebut adalah gaya tarik atau gaya dorong dari angin. Dalam bilangan kecepatan Reynaulds diformulasikan
𝐹𝑑 =1 2𝜌𝑣
2𝐶
𝑑𝐴 (II.20)
Dimana ρ adalah masa jenis udara, v adalah kecepatan angin, Cd adalah koefisien hambatan berdimensi, dan A adalah luas penampang tubuh yang terkena udara. Dari ke dua persamaan tersebut didapatkan rumus gabungan dari ke dua rumus:
𝑣2 = 2𝜇𝑎𝑚9
𝜌𝐶𝑑𝐴 (II.21)
Nilai ρ = 1,2 kg/m3. m merupakan massa manusia, diambil nilai 60 kg. g adalah percepatan grafitasi bumi bernilai 9,81 m/s. Nilai CdA diberikan ≈ 0,84. Nilai μa = 0,4. Maka didapatkan nilai kecepatan angin yang dapat menggerakkan manusia saat diam ≈ 21,5 m/s atau sekitar 45
Kecepatan 45 mph adalah kecepatan yang menyebabkan manusi akan terhempas. Kecepatan 45 mph memasuki kriteria angina kencang sekali. Manusia masih bisa bertahan menahan angin dengan berjongkok/merunduk hingga kecepatan 60 mph atau kecepatan angin badai. Ketika berpegang pada tali atau menancapkan kapak es dapat bertahan maksimal 80 mph (angina badai topan), selebihnya akan terhempas. (Muphrid, 2012)
Percobaan terowongan angin di Universitas Maryland memberikan nilai 50 mph atau lebih dapat menggerakkan manusia dengan mudah. Pada nilai 40 mph cukup sulit untuk menggerakkan.
BAB III
METODOLOGI
III.1. Metode III.1.1. Pendahuluan
Teori yang digunakan pada Bab digunakan sebagai dasar bagian penyusunan Bab III. Adapun Bab III ini membahas mengenanai metodologi yang digunakan untuk menyelesaikan tujuan pada penelitian ini sebagaimana disampaikan pada Bab I, subbab II.5. Penjelasannya meliputi langkah-langkah yang dilakukan pada penelitian ini, penyajian data hasil perhitungan tekanan total dan kecepatan angina, serta analisis keamanan kru akibat pendaratan helikopter. III.1.2. Studi Literatur
Tahap pengerjaan yang pertama dilakukan adalah mendapatkan data-data pendukung dalam penelitian ini. Data-data pendukung tersebut adalah berupa penelitian yang telah dilakukan sebelumnya mengenai topik yang sama yaitu penelitian Kaimuddin (2003). Tahap ini berguna untuk mempersingkat waktu dalam memahami metode aliran fluida udara akibat pendaratan helikopter.
Studi literatur juga berguna dalam mencari metode yang tepat dalam penelitian ini. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah simulasi pendaratan helikopter pada helideck kapal dengan CFD atau computational fluid dynamic. Dalam mensimulasikan kapal dalam CFD tentunya dibutuhkan input parameter yang sesuai agar simulasi yang dilakukan sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Input parameter dan pendukung lain hubungannya dengan simulasi didapatkan dari studi literatur ini.
III.1.3. Pencarian data
Pencarian data dilakukan pada dua tempat yaitu PT. Dirgantara Indonesia dan Komando Armada Laut Timur TNI-AL. Pencarian data di PT. Dirgantara Indonesia (PT. DI) untuk mencari data nilai thrust dan kecepatang angin di baling-baling dan spesifikasi ukuran Helikopter Puma. Pencarian data di Komando Armada Laut Timur (KOARMATIM) TNI-AL untuk mencari data ukuran utama kapal, ukuran helideck, serta mekanisme landing helikopter pada helideck kapal.
