Perhitungan Nilai Maksimum Thrust, Torque, dan Efficiency Propeller Tipe B-4 Series pada Kapal Tugboat dengan Modifikasi Diameter, Rake, dan Pitch menggunakan Metode Komputasi

ABSTRAKKapal tugboat digunakan untuk membantu kapal yang akan masuk atau keluar pelabuhan. Untuk mendorong dan menarik kapal maka diperlukan propeller sebagai mesin penggerak kapal. Kinerja propeller pada kapal tugboat sangat vital dalam menunjang fungsi tugboat tersebut. Pada penelitian ini akan melakukan modifikasi pada rake, diameter, dan pitch propeller B-Series pada kapal tugboat dengan metode komputasi sehingga diperoleh nilai efficiency yang paling baik. Simulasi pada penelitian ini akan menggunakan persamaan Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) dan mendiskripsikan aliran turbulen dengan menggunakan model k-ε dan k-ω. Hasil nilai torque, thrust, dan efficiency yang sudah disimulasikan akan di verifikasi dengan diagram Wageningen. Wageningen adalah karakteristik propeller B-series yang sudah dipublikasikan dari hasil eksperimen. Dari hasil simulasi CFD diperoleh kesimpulan torque paling minimum terletak pada modifikasi dengan rake 0°, pitch 1,36, dan diameter 1,3 pada rpm 180 sebesar 545,68 Nm. Modifikasi model propeller pada 230 rpm menggunakan diameter 1,4 m, rake 5° dan pitch 1,56 merupakan modifikasi yang direkomendasikan untuk memperoleh nilai thrust maksimum sebesar 12076 N, torque 3252,5 Nm dan mendapatkan nilai efisiensi yang paling optimum sebesar 0,7443.Kata kunci: Kapal Tugboat, Propeller, Diameter, Pitch, Rake ABSTRACTTugboat is used to pull or push ships which will enter or leave the harbor. To push and pull the ship, a propeller is needed as the ship propulsion. The performance of the propeller on the tugboat is vital for supporting the function of the tugboat. This research will make modifications to the rake, diameter, and pitch of the B-Series propeller on a tugboat using computational methods in order to achieve the best efficiency values. This simulation on this research will make use of Reynold-Averaged Navier Stokes (RANS) equation and describe the turbulent flow using the k-ε and k-ω. The results of the value torque, thrust, and efficiency that have been simulated will be verified with Wageningan diagram. Wageningen is the characteristics of the B-series propeller that have been published from the experimental results. From the CFD simulation result, it is concluded that the minimum torque is showed in the modification with a rake of 0°, a pitch of 1.36 and a diameter of 1.3 m at 180 rpm which is 545,68 Nm. Modification of the propeller model 230 rpm using a diameter of 1.4 m, 5° rake and a pitch of 1.56 is the recommended modification to obtain a maximum thrust value of 12076 N, torque of 3252.5 Nm and getting the most optimum efficiency value of 0.7443.Keywords: Tugboat, Propeller, Diameter, Pitch, Rak