ANALISIS KARAKTERISTIK HIDRODINAMIKA KAPAL TIPE KATAMARAN DIBANDING MONOHULL

;& . ltl4 /H(O?

i}~LwM
TUGAS AKHIR
(KP 1701)

ANALISIS KARAKTERISTIK HIDRODINAMIKA
KAPAL TIPE KATAMARAN DIBANDING MONOHULL

'

PERPUSTAKAAN

I T S

1'tt. Terima

a- 1

-


Oleh:

T@lf"hna JMri

No. Agettda Prp.

rl
'J.-1 012-

YUSNIIRFAN
NRP. 4196100060

JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN
FAKULTASTEKNOLOGIKELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA

2003

LEMBAR PENGESAHAN


ANALISIS KARAKTERISTIK HIDRODINAMIKA
KAPAL TIPE KATAMARAN DIBANDING MONOHULL

TUGAS AKHIR
Oiajukan Memenuhi Persyaratan
Untuk Menyelesaikan Program Sarjana
Jurusan Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
lnstitut Teknologi Sepuluh ·Nopember
Surabaya

Mengetahui I Menyetujui

Oosen Pembimbing I

lr. I.K.A. Pria Utama, M Sc. Ph.D . :' ..

NIP. 132 007 645


Oosen Pembimbing II

lr. Petrus Adrianto Dewanda, MASc
NIP. 130 325 763

ABSTRACT
Every 0\vner of ship who has considering the acquisition from the ship \Vhich they
had purchased, a myriad of options exist in term of design. In this case, it would
occur a different fom1s of ship, construction arrangement, material choosing and
building method. The choice of ship's form would be a catamaran and monohull.
The purpose of this final project is to provide a framework to solve integration
problem between catamaran and monohull characteristics based on technical
parametric, so the comprehensive infonnation about potential of each other could be
showed. 1n this project, the hull design both of catamaran and monohull based on a
Series-64 high-speed displacement hull form.
The final result is a software which be \\rritten in Delphi 5 programming that can be
used for calculated hydrodynamics characteristics between catamaran and monohull.
The hydrodynamics aspect that would be choosing is resistance, seakeeping, and
quality of stability, \vhich represented by rolling period and angle of rolling.


ABSTRAK
Setiap pemilik kapal yang berkeinginan w1tuk menginvestasikan modalnya pada
sebuah kapal akan dihadapkan dengan variasi pilihan desain dari pihak galangan
yang jumlahnya sangat banyak. Dalam hal ini akan terjadi perbedaan variasi format
kapal, susunan konstruksi, pemilihan material dan altematif pernbangunan. Pilihan
bentuk kapal tersebut bisa berupa katarnaran dan kapal berbadan tunggal.
Tugas

akhir

ini

dimaksudkan

w1tuk

memberikan kerangka kerja dalam

menyelesaikan permasalahan integrasi karakteristik katamaran dibanding monohull
berdasarkan parameter teknis, sehingga dapat ditunjukkan informasi yang cukup

kornprehensif mengenai potensi masing-masing tipe. Pada tugas akhir ini, basis dari
perancangan lambung katamaran dan monohull maupun interval variabel yang
digunakan adalah

sesuai dengan batasan yang digunakan dalam metode

pembentukan lambm1g kapal cepat displasemen Series-64.
Hasil akhir dari tugas ini sendiri berupa sebuah soft\vare program perhitm1gan
karakieristik hidrodinamika berbasis bahasa Delphi 5 untuk desain kapal cepat
katamaran maupun monohull, aspek hidrodinamika yang dimaksud berupa tahanan,
gerakan kapal dan kualitas stabilitas yang diwakili oleh periodc rolling dan sudut
rolling

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah, Tuhan Yang Maha Kuasa. Puji syukur penulis
panjatkan kehadirat Allah SWT atas karunia dan hidayah-Nya, maka tugas akhir
dengan judul "ANALJSIS KARAKTERJSTIK HIDRODINAMIKA K.\PAL
TIPE KATA.MARAN DIBANDING .MONOHULL" dapat penulis selesaikan.


Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk
menyelesaikan Pendidikan Strata-l pada Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas
Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini banyak kekurangan akibat
keterbatasan informasi, literatur, waktu dll . Namun penulis berharap dapat
memberikan kontribusi dan manfaat pada dunia desain perkapalan Indonesia. Besar
harapan agar penulis diberi suatu umpan balik berupa kritik dan saran menuju ke
arah perbaikan dan kemajuan. Karena sesungguhnya puji-pujian hanya milik Tuhan
scmata.
Semoga Allah Tuhan Yang Maha Kuasa rnemberikan limpahan rahmat dan
manfaat dengan terselesaikannya Tugas A.khir ini serta dapat dicatat sebagai amal
shaleh di hari kemudian.

Surabaya, Januari 2003

Penulis

UCAPAN TERfMA KASffi
Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dari
pihak lain, baik berupa badan ataupun perorangan yang masing-masing memiliki

peranan tersendiri . Penulis mengucapkan tt:rima kasih kepada:
1. lr. 1. K A Pria Utama, MSc, PhD. dan lr. P. Adrianto Dewanda, MASc.
selaku dosen pembimbing T A, yang te1ah.membimbing dan mengarahkan
dalam proses pengerjaan tugas akhir ini.
2. Ir. Djauhar Manfaat, Ph.D., dan Ir. I. K A Pria Utama, MSc, PhD, selaku
Ketua Jurusan Teknik Perkapalan dan Sekretaris Jurusan Teknik Perkapalan,
atas segala fasilitas yang telah diberikan selama perkuliahan maupun
peng~ja

TA.

3. Ir. Sjarief Widjaja, Ph.D., selaku Dosen Wali, yang telah berperan besar
dalam mengarahkan dan membantu proses akademik di Jurusan Teknik
Perkapalan.
4. Seluruh Staf Pengajar (Dosen) di Jurusan Teknik Perkapalan FTK-ITS, atas
ilmu dan pengetahuannya.
5. Seluruh Staf Karya,van (Bpk. Suhdiono, Bambang, Bpk. Daud, dll) di
Jurusan Teknik Perkapalan FTK-ITS, yang membantu kelancaran kuliah.
6. StafRuang Baca FTK-TTS, yang membantu dan mengijinkan untuk mencari
literatur yang penulis butuhkan.

7. Kepala Lab. Komputasi FTK-lTS, atas fasilitas komputer untuk penulisan
Tugas Akhir ini.
8. Seluruh Mahasiswa ITS. Pro patria dedicamus
9. Teman-teman di Gedung W.401-402 FT. Kelautan ITS, Penghuni Gebang
Lor 56F, Saudara-saudara di FORKOM LK1v1JV1 TM 1998, Sahabat-sahabat
di GASSNAPALA dan PATAS Adv. Team, Jamaah pengajian Nginden,
Kel. Bpk. Soena~j

, Kel. Bpk. Sudirman, Kel. Bpk. Badal, Kel. Bpk. Deddy.

10. Ahlil Bait, Bpk. Alm M. Chamim, BA dan Bunda Maysaroh serta kedua

adikku Hima dan Alvi.
Adalah suatu kehonnatan ketika mereka ikut serta memasuki dan berpengaruh
dalam bagian penting dari perjalanan hidup penulis

DAFTARISI

HALAMAN SAMPUL
LEl\ffiAR PENGESAHAN

ABSTRA.CT
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
UCAPt~

TERIMA. KA.SIH

DAFTA.R lSI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BA.B I

BAB TI

PENDA.HULUAN

I.l.

Latar Belakang


I.l

1.2.

Dasar Pemikiran

1.3

1.3.

Tuiuan dan Manfaat

1.4

1.4. Batasan Masalah

1.4

I.5.


Metodolo.gi Penelitian

1.5

1.6.

Sistematika Penulisan

1.8

TJN.JAlJAN PlJSTAKA
IT.l. Umum

ILl

II.2. Ketergantungan Bentuk Lambung pada Rasio
Kecepatan-Panjang
11.3. Monohu1l

IJ.2.1. Umum

ll.2
li.5

II .S

II.4. Katamaran

II.6

11 .3.1. Konsep Katamaran

11.6

II.3 .2. Macarn-rnacarn Tipe Katarnaran

II.8

II.5. Series-64

II.ll

II.6. Tahanan

II.14

11.6.1. Pendahuluan

H.14

II.6.2. Estimasi Kornponen Tahanan

II.l5

II.6.3. Tahanan Pada Katamaran

II.l8

II.7. Teori Dasar Gerakan Kapal

II.21

I1 .7.1. Pendahuluan

11.21

Il.7.2 . Kopel Gerakan Heavin)!, dan Pitchin:.z

II.24

II.7.2.l Pendekatan Dasar

II.24

II. 7. 2. 2 Sistem Koordinat

II.25

f1.7.2 .3 Dasar Persamaan Gaya

11.27

Il.7.2.4 Aplikasi Persarnaan Gava

II.30

II.7.2.5 Persamaan Gerak

11.32

TI.7.2.6 Penyelesaian Persamaan Gerak

II.38

11.8. Tnterpolasi Po1inomia1 Ne\vton

11.40

BABill PEMROGRAMAN DAN VALIDASI PROGRA.M

III.l. Umum

III.l

III.2 . Tentang Pemrograman Bahasa Delphi 5

III.2

Tll.3. Teknik Pemrograman

TIT.3

III.4. Penvusunan Program Kornputer

III.5

III.4.l. Penentuan Ukuran Utama Kapal

III.7

III.4.2 . Karakteristik Tahanan

III.8

f1!.4 .3. Karakteristik Seakeeping

lll.11

III.4.4 . Karakteristik Stablitas

III.16

III.5. Panduan Penggunaan Program

TII.l7

III.6. Validasi Hasi Pemrograman

III.21

Ilf.7. Analisis Hasil Validasi

IIT.24

BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS PERHITUNGAN

BABV

IV. l. Basil Perhitungan Model

IV.l

IV.2 . Analisis Sensitifitas

IV.5

KESTMPULAN DAN SARAN

V.l

Vl. Kesimpulan

V.l

V.2. Saran

V.2

LAl\'IPIRAN
DAFTAR PUSTAKA.

DAFTAR

GA~1BR

halaman
1. Gam bar 2.1 Pol a gel om bang kapal versus rasio kecepatan-panjang ... ... .. ..... 11.3

2. Gambar. 2.2. Gambar bod}plan USNS. Hayes ... ...... ..... ..... ...... .. .......... .... .. .. II.9
3. Gambar 2. 3 Bentuk body plan Series-64 dengan Cb = 0,55 ; Cp = 0,63 ;
Cx=0,873: B/T = 2 dan ~ / (0 , 0 1Li ... ..... ..... .......... ... ..... ... .. ... .. ... .... ... .. .. ..... .. . II.ll
4. Gambar 2.4 Grafik tahanan sisa dari Series-64 dengan Cb = 0,55 ;
untuk B/T = 2 dan B/T = 3 ........................................................................... II. 13

5. Gam bar 2. 5. Skema komponen utama tahanan yang bekerja pada kapal ... .. II.17
6. Gambar 2. 6. Tipe gerakan dasar kapal ..... ........... ... .......... ........ .... ............... II.22
7. Gambar 2.7 . Sistem koordinat untuk strip theory ............................ ..... ... ..... ll.25

8. Gambar 2. 8 Koefisien added mass untuk perhitungan gerak kapal .............. II.37
9. Gambar 2.9 Rasio amplitude ( A) untuk perhitungan gerak kapal ..... .. ... .... . 11.38

10. Gambar 2.10. Metode interpolasi linear dengan cara segitiga sebangun ...... II.42
11 . Gambar 2. 11 . Sketsa titik-titik penting pada saat kapal monohull dan

katamaran mengalami oleng ... ....... .. ..... .... ..... ....... .......... ..... .. ...... .. .. .... ...... ... II.47
12. Gambar 3.1 Diagram alir gambaran umum proses penyelesaian masalah .... III.5

13. Gambar 3.2. Diagram alir penentuan ukuran utama serta komponen lebar
dan luas station setempat. ....... .. .. ... .. ... .. ... .. ... ..... ........ .. ... .... .. ..... ......... ...... ... .. Ill. 7
14. Gambar 3.3 . Diagram alir perhitungan tahanan katamaran dan monohu/1 ... lii.9
15. Gambar 3.4. Diagram alir perhitungan kopel heaving dan pitching ....... ... ... III. lO
16. Gambar 3. 5. Diah'fam aiir perhitungan kopel heaving dan pitching untuk
munohull .................... ....... ... ........ ............................ ............... ....................... III.ll

17. Gambar 3.6. Diagram alir perhitungan kopel heaving dan pilching untuk
katamaran ...................................................................................................... III. 13
18. Gambar 3.7. Diagram alir perhitungan periode rolling dan sudut rolling
untuk monohu/1 dan katamaran ..................................................................... 111.15
19. Gambar 3.8. Tampilan jendela utama yang menanyakan infom1asi ukuran
utama kapal , data lingkungan perairan dan proses perhitungan yang
diinginkan.......... ....................................... ............................ ... ...... ................................ III.16

20. Gam bar 3.9. Tampilan Tab_ Sheet_Ship _Properties ..................................... III.l7
21. Gam bar 3.1 0. Tampilan Tab_ Sheet Bodyplan_ ojfset .. .................... ............. III.l9
22. Gambar 3.11. Tampilan Tab Sheet Resistance ............................................ III.l9
23. Gambar 3.!2. Tampilan Tab_Sheet_Graphics ....................... ....................... III.20
24. Gambar 4. t. Analisis sensitivitas WSA untuk Cb Berubah ....... ..... ..... ......... IV.5
25. Gambar 4.2. Analisis sensitivitas tahanan total untuk Cb berubah ......... ...... IV.5
26. Gambar 4.3. Analisis sensitivitas amplitudo heave untuk Cb Berubah ........ IV.6
27. Gambar 4.4. Analisis sensitivitas amplitudo pitch untuk Cb Berubah .......... IV.6

DAFTAR TABEL

halaman
1. Tabel 2.1. Faktor x 1 .....................................•............... . .......•......................... II.49
2. Tabel 2.2. Faktor x2 ...........•........................•.......... ........................................ II.49
3. Tabe12.3. Faktor s ......................................................................................... ll.49
4. Tabel3.l Tabel validasi tahanan ................. .... .......... ................ .................... lll.23
5. Tabel 4.1. Variasi modellambung interval Series-64 .......................... .... ..... IV.2
6. Tabel4.2. Uk:uran utama model katamaran dan monohull ......... .................. IV.7
7. Tabel 4.3. Hasil perhitungan karakteristik katamaran dan munuhul/1000ton berbasis komponen kecepatan sama ..................................................... IV.8

[IJ@]{PJ

il