Analisa Pengaruh Penempelan Marine Biofouling Terhadap Power Kapal Dengan Simulasi CFD

Baital, Muhammad Sawal (2016) Analisa Pengaruh Penempelan Marine Biofouling Terhadap Power Kapal Dengan Simulasi CFD. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
4114203007-Master_Thesis.pdf - Accepted Version

Download (3MB) | Preview

Abstract

Pertumbuhan marine biofouling merupakan fenomena alam yang tidak dapat dihindari, karena biofouling adalah biological roughness yang sangat susah dihentikan dan tumbuh secara besar-besaran. Biofouling menciptakan kekasaran di sepanjang permukaan kapal yang dapat memberikan efek terhadap flow properties fluida dan menyebabkan pengurangan pengurangan kecepatan di dalam turbulence boundary layer yang diakibatkan oleh peningkatan tegangan geser dan frictional resistance. Frictional resistance ini sangat berpengaruh terhadap kecepatan kapal, kebutuhan power, konsumsi bahan bakar dan dampak ekonomi karena peningkatan konsumsi bahan bakar. Di dalam penelitian ini, analisa efek marine biofouling terhadap hambatan kapal dilakukan dengan menggunakan simulasi CFD. Dalam penelitan ini, analisa aliran pada lambung kapal menggunakan software CFD code CFX yang berbasis RANSE dengan Shear Stress Transport (SST) k-omega sebagai model turbulennya dan ICEM CFD sebagai grid generator untuk membentuk hybrid grid untuk RANSE solver. Penelitian ini lebih ditekankan pada kekasaran akibat biofouling pada permukaan lambung kapal. Kekasaran biofouling dimodelkan disepnjang lambung kapal dan ketinggian dari biofouling tersebut diukur setelah satu tahun masa pelayaran setelah docking. Simulasi dikerjakan pada beberapa variasi nilai Froude Number dan akan dibandingkan dengan kapal yang memiliki permukaan yang halus atau tanpa kekasaran sehingga didapatkan persentase hambatan gesek. Pengaruh biofouling dapat diprediksi dengan menggunakan CFD dengan memodifikasi kekasaran lambung dengan menggati equivalent sand grain pada roughness regime. Hasil dari simulasi CFD menunjukkan bahwa kekasaran yang diakibatkan oleh biofouling dapat meningkatkan gaya hambat secara signifikan hingga 37-40% pada kecepatan servis kapal yang berarti bahwa kapal kehilangan hampir setengah dari power yang dibutuhkan dan membutuhkan power yang lebih banyak untuk menjaga kapal agar kapal tetap beroperasi pada kecepatan servicenya. ======================================================================================================= The growth of marine biofouling is natural phenomena that cannot be avoided, because biofouling is biological roughness that is impossible to detain and grows massively. Biofouling creates roughness over ship hull surface may affect the flow properties and causes a reduction of velocity profile in turbulent boundary layer which increases the shear stress and frictional resistance. The frictional resistance of a ship has a significant importance to ship speed, power requirement, fuel consumption and the economic penalty due to the increase of fuel consumption. In the recent paper, analysis of the effect of marine biofouling to ship resistance is carried out by using computational fluid dynamics (CFD) simulation. In the present work, flow analysis of hull form design of cargo ship is presented using CFD code CFX based RANSE fitted with shear stress transport (SST) based k-ɷ for turbulence setting was used to carry out the simulation and grid generator using ICEM CFD to build hybrid grids for RANSE solver. This study emphasized the roughness of biofouling in the ship hull surface. The fouling roughness spreaded evenly and the height of fouling that taken by one year sailing after docking. Simulation analyzed in the several range of Froude numbers and will be compared with the smooth ship hull surface. Therefore the percentage of roughness resistance is determined. The effect of biofouling can be predicted using CFD by modified the roughness of hull with changing the equivalent sand grain in roughness regime. The CFD result shows that roughness due to biofouling has significant increase for resistance up to 37-40% at cruising speed, that mean the ship losses almost half of the power and the ship need more power to keep the ship still in cruising speed.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTKe 623.822 Bai a
Uncontrolled Keywords: Marine Biofouling, Resistance, Powering, Computational Fluid Dynamic, Kekasaran
Subjects: V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM163 Hulls (Naval architecture)
Divisions: Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering > 38101-(S2) Master Thesis
Depositing User: Yeni Anita Gonti
Date Deposited: 15 Jun 2020 08:14
Last Modified: 15 Jun 2020 08:14
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/76162

Actions (login required)

View Item View Item