M.Mustaghfirin

4307.100.095

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

Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT

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

Perlu diperhatikan pembebanan pada

KPCH pada saat mengapung maupun

menyelam.

Variasi draft berpengaruh terhadap

gaya, tekanan dan

distribusi tegangan pada

KPCH

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?

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

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.

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.

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

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

METODOLOGI PENELITIAN

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

METODOLOGI PENELITIAN

Studi Literatur dan pengumpulan

data.

Pemodelan struktur.

Analisa dinamis

Analisa tegangan lokal pada struktur

kapal perang crocodile hidrofoil

Kesimpulan

PEMODELAN

Data Konfigurasi struktur

KPC-H

Dimensi

Loa (m) B (m) H (m) T (m)

11.7 2.8 2.287 -

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.

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.

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak atas

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak depan

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak samping

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model panel hidrodinamis KPC-H tampak isometri

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 1 m

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 3 m

PEMODELAN

Pemodelan struktur di MOSES

Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 5 m

PEMODELAN

Pemodelan struktur di AUTOCAD 3D

Pemodelan AUTOCAD 3D KPCH

PEMODELAN

Pemodelan struktur di ANSYS CFX

Pemodelan ANSYS CFX untuk draft 1 m

PEMODELAN

Pemodelan struktur di ANSYS

Pemodelan ANSYS KPCH

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

PEMODELAN

Contoh RAO untuk Gerakan Surge arah 00

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

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

Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX

Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX

Pressure (Pa) Draft 1 m

Samping kiri 0.2338

Samping kanan 0.2338

Bawah 0.09614

Atas -

Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX

Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX

Pressure (Pa) Draft 3 m

Samping kiri 0.1617

Samping kanan 0.1617

Bawah 0.2407

Atas 0.003613

Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX

Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX

Pressure (Pa) Draft 5 m

Samping kiri 0.16

Samping kanan 0.16

Bawah 0.2343

Atas 0.008564

Contour Stress Draft 1 m, Heading 0o

Contour Stress Draft 1 m, Heading 45o

Contour Stress Draft 1 m, Heading 90o

Contour Stress Draft 3 m, Heading 0o

Contour Stress Draft 3 m, Heading 45o

Contour Stress Draft 3 m, Heading 90o

Contour Stress Draft 5 m, Heading 0o

Contour Stress Draft 5 m, Heading 45o

Contour Stress Draft 5 m, Heading 90o

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

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.

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 90o. Stress yang

dihasilkan untuk setiap draft dan heading

gelombang, kurang dari tegangan yield

alluminium alloy yaitu 125 Mpa.