Analisis Thrust dan Torsi pada Ducted Propeller dengan Variasi Dimensi Kort Nozzle dan Tip Clearance Menggunakan Metode CFD

Abstract

Kapal merupakan moda transportasi yang memiliki beberapa sistem penunjang di dalamnya, salah satunya adalah sistem propulsi yang pada umumnya terdiri atas tiga buah komponen utama yaitu motor penggerak, sistem transmisi dan penggerak (propeller). Ducted atau Kort Nozzle Propeller adalah sebuah jenis propeller dimana ditambahkan selongsong (nozzle/duct) berbentuk aerofoil pada penampang melintangnya. Luidi Stipa (1931) dan Ludwig Kort (1934) telah membuktikan bahwa ducted propeller dapat meningkatkan efisiensi propulsi pada propulsi dengan muatan berat (heavly loaded propellers). Pada umumnya, penggunaan kort nozzle propeller masih menggunakan jenis nozzle yang memiliki perbandingan nilai tetap antara panjang dan diameter nozzle. Oleh sebab itu perlu dilakukan analisa dengan memvariasikan dimensi kort nozzle dan tip clearance pada ducted propeller untuk mengetahui pengaruh gaya dorong (thrust) dan torsi (torque) yang akan dihasilkan ducted propeller tersebut. Model ducted propeller pada penelitian ini akan dibuat menggunakan software CAD (Computer Aided Design) dan akan dianalisa menggunakan metode Computatuional Fluid Dynamic (CFD). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui bagaimana cara mencari thrust dan torsi pada ducted propeller dengan metode CFD serta mengetahui pengaruh variasi dimensi (angle of attack atau AoA) dan tip clearance terhadap nilai thrust dan torsi pada ducted propeller. Penelitian ini menyatakan bahwa variasi dimensi (angle of attack) dan tip clearance memiliki pengaruh terhadap besaran nilai thrust dan torsi yang dihasilkan model propeller. Pada rentang AoA 0o, 5o dan 10o, pertambahan nilai AoA akan cenderung memperbesar thrust dan torsi. Sementara pada rentang 5 mm, 15 mm, 30 mm, 40 mm dan 50 mm dari nilai tip clearance, bertambahnya nilai tip clearance akan cenderung memperbesar nilai thrust dan torsi yang dihasilkan oleh kort nozzle propeller. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai thrust dan torsi ducted propeller yang paling optimal dihasilkan oleh model Ka-10-30 (AoA = 10o, tip clearance = 30mm).