277

BAB-6

KESIMPULAN

6.1. Umum

Komponen hambatan lambung kapal katamaran memiliki fenomena yang

lebih kompleks dibanding dengan monohull, sebab adanya pengaruh interferensi

dan interaksi diantara dua lambung katamaran. Interferensi hambatan tersebut

terdiri atas dua klasifikasi yaitu interferensi hambatan viskos dan interferensi

hambatan gelombang. Interferensi hambatan viskos diakibatkan oleh terjadinya

perubahan tekanan di sekitar kedua lambung (demihull) yang dinotasikan dengan

ø dan perubahan kecepatan aliran di antara lambung katamaran yang dinotasikan

dengan σ. Sedangkan interferensi hambatan gelombang (τ) disebabkan oleh

terjadinya perubahan pola elevasi gelombang di antara lambung katamaran akibat

pertemuan dua moda gelombang dari depan (bow) hingga kebelakang (stern)

lambung.

6.2. Interferensi Komponen Hambatan

Pengaruh interferensi dan interaksi di antara dua lambung kapal

mengakibatkan aliran air disekitar lambung (demihull) yang simetris menjadi

tidak simetris akibat besar tekanan dan kecepatan aliran yang terjadi disekitar

lambung relatif tidak sama terhadap garis tengah (centerline) lambung. Usikan

kecepatan aliran disekitar lambung (demihull) meningkat pada area bagian dalam

(antara lambung) sehingga merubah struktur lapisan batas (boundary layer) dan

luas bidang basah lambung. Perubahan fisik struktur lapisan batas (boundary

layer) dan luas bidang basah lambung tersebut menyebabkan hambatan gesek

(skin friction) bertambah/ berkurang yang kemudian dapat merubah nilai form

factor. Sedangkan pengaruh interfensi dan interaksi gelombang sebagai akibat

pertemuan dua sistim gelombang dari depan lambung menimbulkan perubahan

tekanan sekitar lambung bagian dalam. Pola sistim gelombang dari depan (bow)

dari kedua lambung bertemu di garis tengah terowongan (antara lambung) dan

superposisi dari dua sistim gelombang tersebut akan menimbulkan ketinggian

278

elevasi gelombang tidak stabil, yang kemudian menimbulkan gelombang pecah

pada kecepatan tertentu.

6.3. Perbedaan Hasil Eksperimen dan Numerik

Hasil simulasi CFD-Ansys CFX dan eksperiment (towing tank)

menunjukkan perbedaan nilai komponen hambatan yang relatif kecil, rata-rata

3%. Sedangkan hasil eksperimen di wind tunnel dan di towing tank untuk viscous

form factor menunjukkan kosistensi yang sangat akurat. Sedangkan perbedaan

hasil komputasi slender body method dan eksperimen (towing tank) menujukkan

perbedaan yang siknifikan yakni sekitar 25%, khususnya pada bilangan Froude Fr

0.4 – 0.5. Hal tersebut disebabkan karena data ampiltudo gelombang untuk

menghitung hambatan gelombang tidak memperhitungkan efek transom stern,

spray dan wave breaking. Bila komponen hambatan akibat transom stern, spray

dan wave breaking dimasukkan (diperhitungkan) maka perbedaan hasil komputasi

slender body method dan eksperimen (towing tank) relative sangat kecil.

6.4. Pengaruh Bentuk Konfigurasi Lambung (symmetrical dan

asymmetrical) Katamaran

Hasil perhitungan numerik dan eksperimen menunjukkan bahwa

perubahan jarak antara lambung adalah sangat siknifikan, baik untuk bentuk

lambung katamaran yang simetris maupun yang tidak simetris.Kemudian

koefisien hambatan total untuk lambung tak simetris lebih kecil dari pada

lambung simetris. Secara rinci, diuraikan sebagai berikut:

6.4.1. Konfigurasi Jarak Lambung Secara Melintang (S/L)

• Koefisien hambatan total (CT) untuk lambung simetris lebih besar,

khususnya pada bilangan Froude 0.4 – 0.6. Hasil eksperimen

memperlihatkan bahwa semakin kecil jarak antara lambung katamaran

(S/L) maka semakin besar hambatan yang terjadi. Fenomena ini timbul

karena adanya efek interaksi viskos dan gelombang diantara kedua

lambung tersebut. Namun dengan jarak dan kecepatan tertentu, efek

279

interaksi gelombang dapat negatif (menguntungkan) dimana hambatan

gelombang yang ditimbulkan menjadi lebih kecil.

• Hambatan lambung katamaran, baik yang simetris dan tidak simetris,

lebih kecil dari pada hambatan 2 kali demihull pada bilangan Froude >

0.5, karena pada kondisi tersebut luas bidang basah lambung menurun

dimana gaya angkat pada lambung mulai terjadi. Sedangkan pada Fr <

0.5, untuk lambung katamaran simetris memperlihatkan hambatan yang

lebih besar dari pada 2 kali hambatan demihull untuk jarak lambung

(S/L) yang diuji.

6.4.2. Konfigurasi Jarak Lambung Secara Memanjang (R/L)

• Hasil eksperimen mengindikasikan bahwa konfigurasi lambung

katamaran yang tidak sejajar (staggered catamaran) memberikan

hambatan yang lebih kecil dibanding konfigurasi lambung katamaran

yang sejajar (unstaggered catamaran). Hal ini terjadi karena adanya

interferensi gelombang yang lebih besar akibat formasi pertemuan dua

moda gelombang yang saling menguatkan dari depan pada kasus

konfigurasi lambung katamaran yang sejajar (unstaggered catamaran).

• Pengaruh konfigurasi lambung secara membujur (R/L) lebih siknifikan

terjadi pada lambung simetris dibanding lambung tidak simetris,

dimana hasil eksperimen di towing tank menunjukkan bahwa fluktuasi

interferensi komponen hambatan asymmetrical staggered catamaran

lebih kecil dibanding dengan symmetrical staggered catamaran.

• Pengaruh perubahan jarak lambung secara membujur (R/L) terhadap

hambatan terlihat sangat siknifikan pada Fr < 0.55 dan kemudian

pengaruh (R/L) tersebut relatif lebih kecil pada Fr> 0.55.

6.5. Faktor (Koefisien) Interferensi Komponen Hambatan

• Form factor (1+βk) untuk lambung katamaran lebih besar 10% (untuk

lambung simetris) dan 5% (untuk lambung tidak simetris) dari pada

form factor (1+k) untuk demihull (monohull). Hal tersebut

280

mengindikasikan adanya pengaruh interaksi dan interferensi viskos

terhadap jarak antara lambung (S/L). Semakin besar rasio S/L, maka

semakin kecil interferensi viskos β.

• Faktor interferensi hambatan gelombang (τ) bervariasi terhadap S/L,

dimana nilai τ semakin kecil dengan membesarnya perubahan jarak

antara lambung (S/L). Hal tersebut diakibatkan oleh ketinggian elevasi

gelombang yang semakin kecil pada area antara lambung dengan

semakin besarnya jarak antara lambung.

• Dari pengamatan selama pengujian model di towing tank, terlihat

bahwa tinggi elevasi gelombang di antara kedua lambung (demihull)

pada kecepatan rendah memperlihatkan gelombang timbul akibat

terjadinya distorsi dua sistim gelombang di permukaan yang berasal

dari depan (bow) lambung kapal. Bila kecepatan bertambah, gelombang

depan dari masing-masing demihull bertemu ditengah (centerline)

lambung katamaran yang membentuk dua atau tiga bukit (cups)

gelombang yang bergerak kearah belakang dengan makin

meningkatnya kecepatan (atau makin melebarnya jarak antara

lambung). Pada kecepatan kritis, tinggi bukit gelombang yang pertama

mencapai ketidak stabilan dan mulai pecah dengan semakin

bertambahnya kecepatan.

• Perubahan elevasi gelombang (wave pattern) diantara kedua lambung

katamaran adalah cukup kecil dan cenderung konstan pada kecepatan

rendah (Fn= 0.18). Sedangkan pada kecepatan yang lebih tinggi (Fn=

0.375 dan Fn= 0.65), terjadi fluktuasi perubahan ketinggian interaksi

gelombang yang cukup siknifikan.

• Interferensi total hambatan memberikan kontribusi positif, dimana total

hambatan lambung katamaran relatif kecil, pada Fr > 0.5 untuk rasio

S/L (hull clearance) dan pada Fr= 0.4 – 0.55 untuk rasio R/L (hull

stagger).

281

6.6. Persamaan Faktor (Koefisien) Interferensi Komponen Hambatan

• Persamaan Molland’s form factor untuk menghitung hambatan viskos

pada lambung katamaran dikembangkan berdasarkan hasil eksperimen

menjadi persamaan: ( ) 65.040.03/1 )/(016.0)/(03.31 −− +=+ LSVLkβ . Dengan

meng-aplikasikan persamaan (proposed equation) tersebut, nilai viscous

form factor mendekati hasil eksperimen dengan error yang sangat kecil

yakni < 0.06%.

• Dari hasil kajian numerik dan eksperimen, faktor interferensi komponen

hambatan (ø, σ dan τ) dapat diketahui bentuk persamaanya (melalui

analisa regresi), dimana:

- Interferensi komponen hambatan gelombang bergantung pada

Froude number:

τ = 0.068 (S/L) -1.38 (pada Fr= 0.19)

τ = 0.359 (S/L) -0.87 (pada Fr= 0.28)

τ = 0.574 (S/L) -0.33 (pada Fr= 0.37)

τ = 0.790 (S/L) -0.14 (pada Fr= 0.47)

τ = 0.504 (S/L) -0.31 (pada Fr= 0.56)

τ = 0.501 (S/L) -0.18 (pada Fr= 0.65)

- Interferensi komponen hambatan viskos akibat perubahan kecepatan

aliran:

σ = 1.008 e -3 (S/L)

dan interferensi komponen hambatan viskos akibat perubahan

tekanan:

ø = 0.00006 (S/L)+0.998

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memperkaya dan memperkuat data

base untuk tujuan saintifik (scientifics) dalam mempresentasikan pengaruh

interferensi komponen hambatan viskos dan gelombang pada lambung (demihull)

kapal katamaran dan selanjutnya dapat diaplikasikan secara lansung dalam

282

perhitungan hambatan yang digunakan untuk penentuan tenaga mesin kapal

katamaran pada tahapan desain (preliminary design).