TUGAS AKHIR

RENCANA PENERAPAN DESAIN BULBOUS BOW DAN PENGARUHNYA TERHADAP RESISTANSI YANG DITIMBULKAN, STUDI KASUS KAPAL PERINTIS 500 DWT DI PT. F1 PERKASAMuhamat Hariyanto

NRP. 6211030033Dosen Pembimbing

Rudianto, ST.,MT.,MRINA NIP. 196910151995011001PROGRAM STUDI PERENCANAAN DAN KONSTRUKSI KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA2015

ABSTRAKRENCANA PENERAPAN DESAIN BULBOUS BOW DAN PENGARUHNYA TERHADAP RESISTANSI YANG DITIMBULKAN, STUDI KASUS KAPAL PERINTIS DI PT. F1 PERKASA.Oleh

M. HariyantoNRP : 6211030033Hambatan kapal yang kecil merupakan suatu tujuan dalam perencanaan dan pembangunan bentuk lambung (hull form) suatu kapal Agar resistensi yang di dapat semakin kecil dan daya yang dibutuhkan berkurang sehingga desain yang kita buat memiliki efesiensi yang baik. Oleh karena itu banyak penelitian yang dilakukan oleh para ahli Internasional dibidang perkapalan menerapkan berbagai macam model desain dan tekhnologi untuk di terapkan di kapal untuk medapatkan suatu desain hull form yang memiliki nilai hambatan kecil, salah satunya adalah penerapan Bulbous bow pada kapal guna mengurangi resistansi yang ditimbulkan antara lambung kapal dengan air laut pada saat kapal berlayar dengan kecepatan tertentu. Di PT. F1 perkasa banyuwangi saat ini sedang membangun kapal perintis 500 DWT dan tugas akhir ini akan merencanakan sebuah rancang desain bulbous bow guna mendapatkan nilai resistansi terkecil di kapal tersebut.Analisa penelitian ini dilakukan dengan berbagai cara penyelesaian menggunanakan perhitungan perhitungan dasar mengenai dimensi bulbous bow yang didapatkan dari buku Manuel Ventura Bulbous bow design dari dimensi yang sudah direncanakan maka membuat model bulbous bow dengan variasi bentuk yang berbeda beda. Kemudian dari variasi bentuk tersebut digambar dalam bentuk 3D yang nantinya dibandingkan dengan me-runing hambatan dan kecepatan tersebut di software maxsurf yaitu hull speed dengan cara membagi kapal menjadi beberapa kondisi yaitu 100% load 50% load dan sarat kosong. Dari semua kondisi tersebut di konvigurasikan dalam 3 model bulbous bow type 1, type 2, type 3 dan tanpa bulbous bow. Dari ke 3 model tersebut diambil nilai terkecil dan akan dibandingkan dengan kapal yang tidak menggunakan bulbous bow. Untuk mengetahui arah aliran fluida maka anlisa lebih lanjut dilakukan dengan metode simulasi CFD menggunakan software ansys 15.Setelah dianalisa menggunakan software maxsurf yaitu hull speed di dapatkan nilai hambatan terkecil yaitu model bulbous yang ke tiga, dengan nilai hambatan terkecil sekitar 177.52 KN dengan kecepatan 15 knot dan sarat penuh. Untuk kondisi masing masing sarat tidak begitu menunjukan hasil yang signifikan maka diambil nilai paling besar yaitu pada kondisi 100% load. Dan hasil analisa menggunkan simulasi CFD daerah permukaan bulbous bow mengalami kenaikan velocity lebih besar di bandingkan yang tidak menggunakan bulbous bow, sehinggaa berpengaruh terhadap hambatan di bagian lambung kapal tersebut. Jadi desain kapal perintis tersebut ideal jika dibangun dan direncanakan dengan memakai bulbous bow type 3. Kata kunci : bulbous bow, resistance, hull form,DAFTAR ISILEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN.. i LEMBAR PENGESAHAN.. ii ABSTRAK.... iii ABSTRACT.. iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI........ vii DAFTAR GAMBAR.... x DAFTAR GRAFIK.... xi DAFTAR TABEL........ xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB IPENDAHULUAN....... 11.1 Latar Belakang Masalah.... 11.2 Perumusan Masalah... 21.3 Tujuan........ 21.4 Kegunaan............... 21.5 Batasan Masalah ... 3BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............4

2.1 Kapal Perintis......... 42.2 Bulbous Bow..........................52.3 Hambatan Kapal......................... 10

2.4 Kecepatan Kapal .................142.5 Computational Fluid Dynamic ...............15BAB III METODOLOGI PENELITIAN............193.1 Langkah Pengerjaan.........................20

3.1.1 Pembuatan Linesplan......................20

3.1.2 Desain Bulbous bow.......................20

3.1.3 Penggambaran Bulbous bow..........20

3.1.4 Analisa...........................................20

3.1.5 Perbandingan Resistansi.....................20

3.1.6 Aplikasi Ansys...................................20

3.1.6 Menyusun Laporan.............................21BAB IV PEMBAHASAN. ..............................224.1 Penggambaran Linesplan.........................224.2 Perencanaan Bulbous Bow..........................304.3 Pemodelan Bulbous Bow.............................32

4.3.1 Bulbous bow type 1...............................33

4.3.2 Bulbous bow type 2...............................34

4.3.3 Bulbous bow type 3...............................35

4.3.4 Tanpa bulbous bow................................364.4 Aplikasi Hull speed......................................37

4.4.1 Runing Sarat 2,85 m...............................38

4.4.2 Runing Sarat 1,99 m...............................40

4.4.3 Runing Sarat 1,13 m...............................434.5 Aplikasi Ansys 15........................................46

4.5.1 Pemodelan Badan Kapal........................46

4.5.2 Validasi Volume Displasement..................47

4.5.3 Meshing..................................................49

4.5.4 Pre Processor.........................................51

4.5.5 Solver Manager......................................52

4.5.6 Post Processor.......................................53BAB V PENUTUP .........58

5.1 Kesimpulan .......58

5.2 Saran..............59DAFTAR PUSTAKA .........60LAMPIRAN ..

BIODATA .....DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Kapal perintis 500 DWT 4Gambar 2.2 Kapal Perintis Sabuk Nusantara 5Gambar 2.3 Contoh bulbous bow ..... 6Gambar 2.4 Contoh berbagai model bulbous bow ..... 6

Gambar 2.5 Perbandingan power & speed . 6

Gambar 2.6 Design bulbous bow ............... 7

Gambar 2.7 Bentuk bulous bow elips..................................... 9Gambar 2.8 Alir fluida kapal ......... 9Gambar 2.9 Gaya yang Bekerja pada Kapal .....13Gambar 2.10 Contoh analisa ansys........................... 17Gambar 4.1 Body plan kapal perintis ........... 28Gambar 4.2 Half breadth plan kapal perintis .... .. 28Gambar 4.3 Sheer plan kapal perintis........................................................... 28Gambar 4.4 Bulb geometry 1......................................................................... 30Gambar 4.5 Coefficient of bulb..................................................................... 30Gambar 4.6 Bulb geometry 2 .........................................................................31Gambar 4.7 Bulbous bow type 1................................................................... 33Gambar 4.8 Body plan bulb type 1............................................................... 33Gambar 4.9 Bulbous bow type 2................................................................... 34Gambar 4.10 Body plan bulb type 2..............................................................34Gambar 4.11 Bulbous bow type 3................................................................. 35

Gambar 4.12Body plan bulb type 3.............................................................. 35

Gambar 4.13Kapal tanpa bulbous bow......................................................... 36

Gambar 4.14 Gelombang pada kapal no bulb............................................... 39

Gambar 4.15 Gelombang pada kapal bulb type 1......................................... 39

Gambar 4.16 Gelombang pada kapal bulb type 2......................................... 40

Gambar 4.17 Gelombang pada kapal bulb type 3......................................... 40Gambar 4.18 Gelombang pada kapal no bulb............................................... 42Gambar 4.19 Gelombang pada kapal bulb type 1......................................... 42Gambar 4.20 Gelombang pada kapal bulb type 2......................................... 42

Gambar 4.21 Gelombang pada kapal bulb type 3......................................... 43

Gambar 4.22 Gelombang pada kapal no bulb............................................... 44

Gambar 4.23 Gelombang pada kapal bulb type 1......................................... 44Gambar 4.24 Gelombang pada kapal bulb type 2......................................... 45

Gambar 4.25 Gelombang pada kapal bulb type 3......................................... 45

Gambar 4.26 Pemodelan badan kapal dengan maxsurf................................ 46

Gambar 4.27 Penggabungan surface agar menjadi objek solid.................... 46

Gambar 4.28 Hasil pengukuran volume badan kapal di ansys 15................ 46

Gambar 4.29 Hasil pengukuran volume pada software maxsurf................. 46

Gambar 4.30 Gabungan 2 surface solid dan fluid.........................................49

Gambar 4.31 Hasil meshing...........................................................................31

Gambar 4.32 Detail meshing objek...............................................................50

Gambar 4.33 Kondisi objek setelah di input boundary.................................49

Gambar 4.34 Hasil arah vektor fluida dan preasure dengan bulb..................53

Gambar 4.35 Hasil contur preasure air laut dengan bulb .............................54

Gambar 4.36 Hasil contur preasure air laut tanpa bulb.................................54

Gambar 4.37 Contur tekanan lambung kapal tanpa bulb...............................55

Gambar 4.38 Contur tekanan lambung kapal dengan bulb............................55DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel offset yang dimodelkan di maxsurf ......27

Tabel 4.2 Perhitungan koefisien bulb..........32

Tabel 4.3 Tabel perbandingan nilai lpp/b dengan cb......32

Tabel 4.4 Tabel kondisi kapal dengan bulb type 1..........34

Tabel 4.5 Tabel kondisi kapal dengan bulb type 2..........35

Tabel 4.6 Tabel kondisi kapal dengan bulb type 3..........36

Tabel 4.7 Tabel kondisi kapal tanpa bulb............37

Tabel 4.8 Tabel hasil runing resistance sarat penuh...........38

Tabel 4.9 Tabel hasil runing resistance sarat 1,99 m..........41

Tabel 4.10 Tabel hasil runing resistance sarat 1,13 m........44

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2.5 Grafik perbandingan power & speed...............6

Grafik 4.1 Grafik curve of area...........................22

Grafik 2.5 Kondisi kurva hydrostatik kapal perintis 500 DWT..........29

Grafik 5.1 Grafik menunjukan perbedaan resistansi kapal..................58