M.Mustaghfirin Ir. Wisnu W, SE, M.Sc, Ph.D Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT

(1)

M.Mustaghfirin 4307.100.095

Ir. Wisnu W, SE, M.Sc, Ph.D

Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT

(2)

Kapal Perang Crocodile-

Hydrofoil (KPC-H)

kapal selam dan kapal

hidrofoil

karena sifatnya yang multi- fungsi, relatif

investasi rendah serta

dapat

diluncurkan dari kapal

perang

(3)

Perlu diperhatikan pembebanan pada KPCH pada saat mengapung maupun menyelam.

Variasi draft berpengaruh terhadap gaya, tekanan dan

distribusi tegangan pada KPCH

(4)

Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh variasi draft Kapal Perang Crocodile Hidrofoil

(KPC-H) terhadap gaya dan tekanan yang dihasilkan pada saat proses

penyelaman?

Bagaimana distribusi tegangan pada Kapal Perang Crocodile Hidrofoil

(KPC-H) pada setiap draft saat proses penyelaman?

(5)

Manfaat

Memberikan informasi jenis kapal untuk keperluan militer

Memberikan informasi penggunaan hidrofoil pada kapal selam

membangun karakter bangsa yang inovatif dan bangga akan produk lokal

(6)

Batasan Masalah

Analisa dilakukan dengan variasi draft yaitu:

1, 3, dan 5 meter.

Data lingkungan yang dimasukkan adalah tinggi gelombang, kecepatan arus max dan kedalaman.

Gaya arus hanya dipertimbangkan untuk arus yang datang dari depan/belakang kapal.

Beban angin yang mengenai KPCH pada saat draft 1 m di abaikan.

Pemodelan lokal analisis dilakukan untuk keseluruhan kapal.

(7)

 Beban yang dimasukan ke dalam analisis saat kapal menyelam adalah pengaruh gaya

gelombang, kecepatan arus, dan hydrostatic pressure.

 Gerak kapal yang ditinjau adalah enam

derajat kebebasan yaitu: surge, sway, heave, roll pitch dan yaw.

 Analisa dilakukan pada saat kapal diam (tidak memiliki kecepatan)

 Stabilitas kapal serta analisa ballasting tidak dilakukan dalam penelitian tugas akhir ini.

(8)

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

1. Prinsip kerja kapal selam

2. Penggunaan Hidrofoil - pengertian hidrofoil - kapal hidrofoil

- konfigurasi hidrofoil - susunan foil

3. Konsep Pembebanan saat Menyelam 4. Metode Elemen Hingga

(9)

METODOLOGI PENELITIAN

Mengumpulkan literature / referensi yang sesuai dengan permasalahan

Mulai

Mencari data kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h)

Mengumpulkan data lingkungan

Menghitung beban-beban yang bekerja pada kapal, dari running MOSES 6.0 dan running CFX (untuk mendapatkan pressure akibat gaya arus dan gaya pressure)

Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di MOSES 7.0 untuk masing-masing draft

Mencari gaya di MOSES 6.0 untuk masing-masing draft

A Sesuai dgn

data?

tidak ya

(10)

Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di ANSYS 13.0

Memasukkan beban-beban yang bekerja pada model

Selesai

Running model untuk mendapatkan stress maksimum pada masing-masing draft

Analisa dan pembahasan A

tidak

ya

(11)

Studi Literatur dan pengumpulan data.

 Pemodelan struktur.

 Analisa dinamis

 Analisa tegangan lokal pada struktur kapal perang crocodile hidrofoil

 Kesimpulan

(12)

PEMODELAN

Data Konfigurasi struktur

KPC-H

Dimensi

Loa (m) B (m) H (m) T (m) 11.7 2.8 2.287 -

(13)

PEMODELAN

Data Lingkungan

Depth : 15 m

Wave Height : 2 m Periode : 8 s

Kecepatan arus : 0.62 m/s

Analisa karakteristik gerak KPC-H dilakukan dengan menggunakan arah datang gelombang (heading) 0⁰ , 45⁰ dan 90⁰ untuk enam derajat kebebasan.

(14)

PEMODELAN

Data Material & Ketebalan

spesifikasi material yang digunakan untuk KPCH adalah alloy 5083 – H111, yang memiliki yield stress 125 Mpa.

tebal pelat 12 mm untuk bagian keel, tebal pelat 10 mm untuk bagian bawah kapal, tebal pelat 8 mm untuk bagian samping kapal dan tebal pelat 6 mm untuk bagian atas kapal dan bagian penutup kapal.

(15)

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak atas

(16)

PEMODELAN

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak depan

(17)

PEMODELAN

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak samping

(18)

PEMODELAN

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak isometri

(19)

PEMODELAN

Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 1 m

(20)

PEMODELAN

(21)

PEMODELAN

(22)

PEMODELAN

Pemodelan struktur di AUTOCAD 3D

Pemodelan AUTOCAD 3D KPCH

(23)

PEMODELAN

Pemodelan struktur di ANSYS CFX

Pemodelan ANSYS CFX untuk draft 1 m

(24)

PEMODELAN

Pemodelan struktur di ANSYS

Pemodelan ANSYS KPCH

(25)

Analisa Beban Dinamis

Dilakukan analisa gerakan KPC-H

menggunakan model dengan variasi draft 1, 3 dan 5 meter, serta variasi arah datang gelombang, yaitu 0⁰,

45⁰, dan 90⁰. Karakteristik gerakan KPC-H dapat dilihat pada RAO

(Response Amplitude Operators) untuk 6 derajat kebebasan

(26)

PEMODELAN

Contoh RAO untuk Gerakan Surge arah 0⁰

(27)

PEMODELAN

Statistik untuk Gerakan Surge arah 0⁰

Statistik Surge arah 0 (m)

1 3 5

Root Mean

Square 0.237 5.045 0.096 Ave of 1/3

Highest 0.475 10.091 0.245 Maximum 0.883 18.769 0.357

(28)

Beban Gelombang Input di ANSYS

Arah

pembebanan dan draft

acceleration Max (a)

Surge (m/s²)

Sway (m/s²)

Heave (m/s²)

Roll (rad/s)

Pitch (rad/s)

Yaw (rad/s) draft 1m arah 0 0.883 0.079 0.696 0.302 1.443 0.538 draft 1m arah 45 1.105 0.120 1.299 0.460 2.228 0.820 draft 1m arah 90 0.143 0.215 2.370 0.770 3.935 1.415 draft 3m arah 0 0.948 0.306 0.854 0.915 5.731 0.953 draft 3m arah 45 0.083 0.424 1.712 1.687 15.512 1.400 draft 3m arah 90 1.846 0.673 4.176 3.192 31.425 1.988 draft 5m arah 0 0.071 0.217 0.166 3.959 2.050 0.735 draft 5m arah 45 0.181 0.324 0.252 5.551 3.089 1.036 draft 5m arah 90 0.357 0.407 0.434 6.849 3.702 1.933

(29)

Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX

(30)

Pressure (Pa) Draft 1 m

Samping kiri 0.2338 Samping kanan 0.2338 Bawah 0.09614

Atas -

(31)

(32)

Samping kiri 0.1617 Samping kanan 0.1617

Bawah 0.2407

Atas 0.003613

(33)

(34)

Samping kiri 0.16 Samping kanan 0.16

Bawah 0.2343

Atas 0.008564

(35)

Contour Stress Draft 1 m, Heading 0^o

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

Draft (m)

Arah (deg)

Max Equivalent Stress (Mpa)

Max Equivalent Strain (m/m)

1 0 42.2 0.00059384

1 45 41.5 0.00058431

1 90 42.6 0.00060051

3 0 37.2 0.00052405

3 45 74.7 0.0010527

3 90 110 0.0015507

5 0 12 0.00016932

5 45 24.1 0.00033899

5 90 58.7 0.00082679

(45)

Secara keseluruhan dari hasil running ANSYS

13.0 didapatkan hasil tegangan maksimum yang terjadi pada kepala dan sayap bagian bawah

kapal. Hasil tegangan maksimum ini diperoleh pada saat draft 1, 3 dan 5 meter dengan arah datang gelombang 0°, 45° dan 90°. Tegangan terbesar dari variasi draft diatas terjadi pada saat draft 3 meter, dengan nilai tinggi

gelombang sebesar 2 meter serta kecepatan arus 0.62 m/s.

(46)

running dgn MOSES 6.0 didapatkan percepatan gerakan kapal akibat variasi draft dan draft 3 m memiliki percepatan yang paling maksimum.

Untuk pressure di ANSYS Workbench CFX didapatkan variasi dan nilai pressure untuk masing-masing draft

Dengan adanya variasi draft, maka ada perubahan distribusi dan nilai stress pada struktur KPCH, dan stress maksimum terjadi pada draft 3 m dan heading 90^o. Stress yang dihasilkan untuk setiap draft dan heading gelombang, kurang dari tegangan yield alluminium alloy yaitu 125 Mpa.

(47)