Pemodelan dan Analisis CFD Nozzle Diffuser Axial Flow Marine Turbine

Arrabi, Nafis Wildan (2025) Pemodelan dan Analisis CFD Nozzle Diffuser Axial Flow Marine Turbine. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5019211010-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (10MB) | Request a copy

Abstract

Pengembangan energi terbarukan di sektor maritim menjadi langkah strategis dalam mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan menekan emisi gas rumah kaca, terutama pada kapal nelayan tradisional yang jumlahnya masih sangat banyak di Indonesia. Salah satu teknologi yang berpotensi dikembangkan adalah nozzle diffuser axial flow marine turbine, yaitu sistem turbin laut yang menggunakan saluran nozzle dan diffuser untuk meningkatkan efisiensi aliran air laut dalam menghasilkan energi. Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan pada pemodelan dan simulasi kinerja nozzle diffuser axial flow marine turbine menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent sebagai upaya untuk mengembangkan alternatif sistem energi bersih yang dapat diterapkan pada kapal nelayan tradisional tanpa bergantung pada bahan bakar fosil. Simulasi dilakukan dengan 10 variasi model dengan kecepatan aliran masuk sebesar 5 m/s dan menggunakan profil bilah turbin NACA 4418 dengan diameter 16 cm. Variasi jumlah bilah yang digunakan adalah 3 dan 4, dengan panjang nozzle diffuser sebesar 70 cm. Hasil simulasi berupa nilai dari torsi, tangential velocity, dan rpm turbin, dari nilai tersebut selanjutnya digunakan untuk perhitungan nilai dari coefficient of power atau efisiensi dari turbinya. Hasil simulasi didapatkan nilai rpm dengan nilai rpm dari rentang 131,294 – 214,471 dengan nilai tertinggi pada variasi 2 turbin 4 bilah. Selanjutnya untuk nilai tertinggi coefficient of power sebesar 0,0454 dicapai pada konfigurasi variasi 2 dengan 4 bilah, sedangkan nilai terendah sebesar 0,0155 diperoleh pada variasi 3 dengan 3 bilah. Dari simulasi dan perhitungan didapatkan pemodelan yang terbaik adalah variasi turbin 4 bilah dengan jarak turbin 16 cm dari outlet diffuser, dan model nozzle 46 cm.

=========================================================================================================================================

The development of renewable energy in the maritime sector represents a strategic approach to reducing dependence on fossil fuels and lowering greenhouse gas emissions, particularly for traditional fishing vessels, which are still widely used in Indonesia. One promising technology in this domain is the nozzle diffuser axial flow marine turbine—a system that utilizes nozzle and diffuser channels to enhance the efficiency of ocean current energy conversion. This study focuses on the modeling and simulation of a nozzle diffuser axial flow turbine using ANSYS Fluent, aimed at offering a clean energy alternative applicable to traditional fishing vessels. Simulations were conducted on ten design variations under an inlet flow velocity of 5 m/s, using turbine blades based on the NACA 4418 airfoil profile with a rotor diameter of 16 cm. The study investigated the performance of turbines with 3 and 4 blades, installed in a 70 cm long nozzle-diffuser channel. Output parameters include torque, tangential velocity, and rotational speed (RPM), which were used to calculate the turbine’s power coefficient (Cp). Simulation results indicate that the RPM ranged from 131.294 to 214.471, with the highest value observed in Variation 2 with four blades. The highest power coefficient of 0.0454 was also achieved by this configuration, while the lowest value, 0.0155, occurred in Variation 3 with three blades. The optimal model was determined to be a 4-blade turbine placed 16 cm from the diffuser outlet, using a 46 cm long nozzle model. These findings provide a foundational reference for the implementation of clean marine energy systems in small-scale traditional vessels.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Coefficient of Power, NACA 4418, Nozzle- Diffuser, Turbin, Coefficient of Power, NACA 4418, Nozzle- Diffuser, Turbine
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM740 Marine turbines
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Nafis Wildan Arrabi
Date Deposited:	01 Aug 2025 06:57
Last Modified:	01 Aug 2025 06:57
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/124984

Actions (login required)

View Item