Studi Hidrodinamika Pemecah Gelombang Terapung Berpori

Sujantoko, Sujantoko (2024) Studi Hidrodinamika Pemecah Gelombang Terapung Berpori. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2024_Disertasi_sujantoko.pdf Download (5MB)

Abstract

Pemecah Gelombang Terapung Berpori atau dikenal sebagai Porous Floating Breakwater (PFB) didefinisikan sebagai Floating Breakwater (FB) untuk pelindung pantai yang memiliki tipikal kontur dasar laut yang curam, dalam dan berombak relatif besar. Struktur ini dirancang terapung, tertambat dan berpori agar mampu meredam gelombang sekaligus mengurangi efek sedimentasi. PFB dalam penelitian ini dirancang untuk melindungi berlangsungnya aktivitas penting atau obyek vital di pantai terhadap hempasan gelombang yang berlebihan sekaligus melindungi morfologi pantai terhadap kemungkinan perubahan ekosistem yang merugikan akibat erosi, gelombang, arus maupun sedimentasi. FB konvensional pada umumnya mengandalkan pada rangkaian pelampung tertambat dengan bentuk bola, kotak maupun silinder dengan berbagai variasinya, yang umumnya mempunyai intensitas olah-gerak utamanya heave yang berlebihan, khususnya saat tinggi gelombang lebih dari 3 meter, sehingga efektifitas fungsi pemecahan gelombang menjadi rendah. Konsekuensinya, desain konvensional yang responsif terhadap gaya gelombang ini akan mengakibatkan beban yang diterima tali tambat juga akan meningkat. Dengan demikian, desain konvensional ini akan menyebabkan konstruksi yang besar, berat dan rumit dengan biaya dan instalasi yang mahal.
PFB dalam penelitian ini dirancang untuk dapat mereduksi transmisi dan mengendalikan refleksi maupun disipasi gelombang, serta mempunyai bentuk dengan olah gerak yang minimum. Sebagai suatu konsep pelindung pantai yang baru, PFB akan memerlukan penelitian yang komprehensif dan menerus dalam jangka panjang untuk pengembangan serta penyempurnaan desainnya secara bertahap. Pada penelitian ini akan dikaji efek hidrodinamika bentuk desain PFB yang efisien dan efektif melalui kajian kinerjanya dengan pendekatan numerik dan eksperimen laboratorium. Tahap kajian uji laboratorium dengan aktivitas seperti koleksi data dan referensi serta hasil penelitian terdahulu, review terhadap berbagai alternatif PFB, pembuatan model fisik untuk eksperimen di lab. Flume Tank dengan skala tertentu, perancangan sistem terkait, persiapan dan pelaksanaan percobaan, dan analisis hasil percobaan. Tahap ini menguji karakteristik gelombang (refleksi & transmisi), beban tali tambat dan gerakan struktur. Tahap Kajian Numerik, yang memuat aktivitas seperti, pemodelan dan perhitungan simulasi numerik, serta langkah komparasi dan validasi hasil pemodelan numerik dengan hasil ekperimen. Pada tahap ini dikaji secara numerik respons gerakan, beban tali tambat dan karakteristik gelombang di sekitar struktur. Penetapan desain PFB yang optimal berdasarkan efek hidrodinamika yang ditentukan telah diketahui karakteristiknya untuk berbagai kondisi gelombang. Umpan balik dari berbagai kajian uji model fisik dan numerik keseluruhan kinerja akan dievaluasi sebagai kajian menetapkan definisi desain PFB yang efisien dan efektif.
============================================================
============================================================
Porous floating breakwater (PFB) is a floating breakwater (FB) for coastal protection. It has a steep and deep seabed contour and has relatively large waves. This structure is designed to be floating, moored, and porous so that it can dampen waves while reducing sedimentation. The PFB used in this research was designed to protect essential activities and vital objects on the beach from excessive waves while protecting the beach morphology against possible detrimental ecosystem changes due to erosion, waves, currents, or sedimentation. Conventional FBs generally rely on a series of moored buoys in the form of balls, squares, or cylinders with various variations. These buoys generally have excessive heave intensities, especially when the wave height exceeds 3 m; thus, the effectiveness of the wave-breaking function is low. As a result, conventional designs that are responsive to wave forces also increase the load received by the mooring ropes. Thus, conventional design leads to large, heavy, and complicated construction with expensive installation and costs.
The PFB used in this research is designed to reduce transmission and control wave reflection and dissipation, and it has a shape with minimum movement. As a new coastal protection concept, the PFB will require comprehensive and continuous long-term research to develop and refine its design gradually. In this research, the hydrodynamic effects of efficient and effective PFB design forms are studied through performance studies using numerical approaches and laboratory experiments. The laboratory test study stage involves collecting data references and previous research results, reviewing various PFB alternatives, and making physical models for laboratory experiments. Flume Tank with a specific scale, related system design, preparation and implementation of experiments, and analysis of experimental results. This stage tests wave characteristics (reflection and transmission), mooring line loads, and structural motion were tested in this stage. The numerical study stage includes activities such as numerical simulation modelling and calculations, as well as comparison and validation steps for comparing numerical modelling results with experimental results. The structure's motion response, mooring line load, and wave characteristics were numerically studied. The optimal PFB design based on hydrodynamic effects has known characteristics under various wave conditions. Feedback from various physical and numerical model test studies on the overall performance will be evaluated as this study defines an efficient and effective PFB design.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	floating breakwater, porous, mooring line, motion, transmission, reflection
Subjects:	T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering > TC203.5 Coastal engineering T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering > TC333 Breakwaters T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering > TC363 Floating harbors. Including floating docks, piers, etc
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering > 38001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Sujantoko Sujantoko
Date Deposited:	07 Aug 2024 08:02
Last Modified:	07 Aug 2024 08:02
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114231

Actions (login required)

View Item