✕
✕
Simulasi Hambatan Kapal Menggunakan Ansys Fluent
July 3, 2023
SIMULASI KAVITASI PADA HYDROFOIL MENGGUNAKAN ANSYS FLUENT
July 31, 2023

Simulasi Performa Propeller Kapal Menggunakan Ansys Fluent

Penulis: Riqy Rizqyandra – CAE Engineer PT Optimaxx Prima Teknik (2023)

PENDAHULUAN

Gambar 1. Propeller kapal

Kapal bisa bergerak maju karena propeller berputar. Propeller mendorong air lalu gaya reaksinya air akan mendorong ke depan kapal. Dalam mendesain sebuah propeller diperlukan simulasi untuk mencari perfoma propeller seperti thrust dan torque yang dihasilkan.

Tulisan ini merupakan lanjutan dari simulasi sebelumnya yaitu simulasi mencari hambatan total kapal. Pada tulisan kali ini penulis akan mensimulasikan propeller menggunakan Ansys Fluent. Thrust yang didapat dari simulasi ini akan dibandingkan dengan hambatan total pada simulasi sebelumnya. Dengan mensimulasikan propeller kita bisa mengetahui grafik performa propeller yaitu grafik thrust versus RPM propeller.

PRE-PROCESSING

Gambar 2. Propeller yang akan disimulasi
Gambar 3. Domain simulasi

Domain simulasi terdiri dari dua, yaitu rotating domain dan stationary domain. Rotating domain berbentuk silinder kecil mengelilingi propeller. Untuk ukuran domain dapat dilihat pada journal di bagian referensi. Metode simulasi ini disebut multi reference frame (MRF). rotating domain akan berputar terhadap sumbu x. Rotating domain dan stationary domain harus di shared topology akan nodes dari kedua mesh tersebut tersambung.

Gambar 4. Mesh domain propeller

Mesh yang digunakan berupa polyhedral mesh. Pada bagian rotating domain diberi mesh refinement berupa body sizing agar aliran disekitar propeller lebih detail.

SETUP

Gambar 5. Cell zone condition rotating domain
Gambar 6. Blade wall boundary condition

Simulasi dilakukan secara steady state. Pada simulasi ini yang berputar adalah domainnya. Rotating domain pada cell zone condition diberi angular velocity (berputar terhada sumbu x) sebesar 59.69 rad/s (nilai tersebut berdasarkan referensi journal di bawah). Permukaan propeller (blade dan hub) diberi boundary condition berupa moving wall dengan rotational motion.

POST-PROCESSING

Gambar 7. Thrust dan torque yang dihasilkan
Gambar 8. Distribusi tekanan pada permukaan propeller

Dari hasil simulasi (gambar 7) didapat kan thrust sebesar 100 MN. Jika kita bandingkan dengan total gaya hambatan pada tulisan sebelumnya yaitu 51.6 MN, maka propeller ini cukup untuk mendorong kapal tersebut pada kecepatan kapal 24 knots. Distribusi tekanan dapat digunakan untuk melakukan FSI untuk mengetahui kekuatan dari blade impeller. Nilai torque berguna untuk menghitung berapa energi yang perlu disuplai ke poros propeller.

Referensi

Aldias Bahatmaka et al. Verification of CFD method for meshing analysis on the propeller perfomance with OpenFOAM.

Detail geometri propeller dan studi kasus dapat dilihat pada laman berikut : https://www.t2015.nmri.go.jp/kcs_gc.html

Tutorial simulasi propeller kapal : https://www.youtube.com/watch?v=Uon6dWIHr1o&t=779s&pp=ygUfb3B0aW1heHggcHJpbWEgdGVrbmlrIHByb3BlbGxlcg%3D%3D

Related Posts