## ANALISA PENGARUH RASIO UKURAN UTAMA KAPAL TERHADAP EFFISIENSI ENERGI TERBUANG PROPELLER PADA KAPAL SINGLE SCREW DENGAN MENGGUNAKAN METODE ANALYSIS JALUR
Analysis the Effect of Main Dimension Ratio of the Ship on the Efficiency Gain of Energy Losses of Single Screw Ship by Using Path Analysis Method
Setyo Leksono 1
1 Balai Teknologi Hidrodinamika BPPT, Surabaya
Email: leksono@gmail.com
Diterima: 18 September 2017; Direvisi: 24 November 2017; Disetujui: 20 Desember 2017

## Abstrak
Paper  ini  membahahas  tentang  hubungan  antara  rasio  dimensi  kapal  (L/B,  B/T)  terhadap  energi  yang didapatkan  dari  pemakaian vane turbin di slipstream propeller .  Data  yang  digunakan  berdasar  pada hasil  statistik  (numerik)  dan  pengujian  model  kapal.  Hubungan  antara  data  dapat  dihitung  dengan perhitungan kontribusi dari variabel penyebab, variabel pengaruh yang ditargetkan baik secara langsung maupun  tidak  langsung  ke  variabel  lainnya  dan  ini  akan  diuji  dengan  menggunakan  analisis  jalur. Dengan menggunakan koefisien jalur, maka dapat dimungkinkan untuk menunjukkan variabel-variabel mana  yang  menjadi  kontribusi  utama  efisiensi  yang  didapatkan.  Analisis  data  dari  perangkat  lunak Microsoft  Excel  digunakan  untuk  pendekatan  perhitungan.  Hasilnya,  bahwa  L/B  dan  C T secara  tidak langsung  mempengaruhi  effisiensi  yang  didapatkan  oleh vane turbin untuk  memperkecil  energi terbuang propeller .
Kata kunci: ratio, ukuran utama, analisis, jalur

## Abstract
This  paper  discusses  a  correlation  between  non  dimensional  parameter  of  the  ship  (L/B,  B/T)  and energy  gain  by  applying  vane  turbine  in  the  propeller  slipstream.  The  data  based  on  the  basis  of statistical  data  (numerical)  and  model  testing.  The  correlation  data  can  be  calculated  by  quantifying the contribution of causal variables to a targeted effect variable directly and indirectly through other variables  and  this  would  be  examined  by  Path  analysis.  By  using  this  coefficient,  it  is  possible  to demonstrate  which  variable  has  the  main  contribution  on  the  efficiency  gain.  The  data  analysis  of Microsoft Office Excel software is used to approach the calculation. It is found that L/B and C T affected indirectly the efficiency gain of vane turbine to minimize propeller energy losses.
Keywords: ratio, main dimension, analysis, path
Analisa Pengaruh Ratio Ukuran Utama Kapal terhadap Efisiensi Energi Terbuang Propeller pada Kapal Single Screw dengan Menggunakan Metode Analysis Jalur (Setyo Leksono)

## PENDAHULUAN
Pada  referensi  Leksono,  dkk.  (2013a,  2013b) dibahas  tentang  perhitungan  aplikasi propeller turbin di  aliran  belakang propeller untuk  menekan  energi terbuang  dari propeller , dengan menggunakan pendekatan numerik (penggunaan software powering - DESP  kode  10),  uji  model  kapal  dan  beberapa  rumus empiris.  Penerapan propeller turbin  di propeller slipstream kapal single screw ,  adalah  cukup  baik. Untuk propeller beban  moderat,  efisiensi  yang diperoleh adalah sekitar 8% dan untuk propeller beban tinggi effisiensi yang didapatkan sekitar 3%.
Aplikasi propeller turbin  pada  kapal single  screw seperti ditampilkan di Tabel 1, terlihat bahwa efisiensi yang  didapatkan  adalah  bersifat  terpencar  ( scatter ). Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi besarnya  efisiensi  yang  didapatkan  terhadap  ukuran kapal, maka digunakan analisa jalur untuk mempelajarinya.
Metode  koefisien  jalur  dipelopori  oleh  Wright (1934).  Pada  awalnya,  metode  itu  hanya  digunakan untuk  mempelajari  genetika  populasi.  Sekarang  ini metode  tersebut  banyak  diterapkan  di  semua  lini kehidupan  seperti  sosial,  ekologi  (Scheiner  dan Gurevitch,  1993).  Analisis  jalur  merupakan  perluasan dari  analisis  regresi  berganda.  Perbedaannya,  kalau analisa    regresi  memberikan  nilai  yang  terbaik  atau yang  paling  dekat  dengan  prediksi  variabel  respon yang  berdasarkan  faktor-faktor  kausal  yang  diberikan dengan  cara  menggunakan  metode  kuadrat  terkecil ( least  square  method ).  Sedangkan  analisis  jalur  lebih jauh  lagi  dengan  menitik  beratkan  pada  interpretasi kemungkinan  hubungan-hubungan  yang  mungkin menyebabkan  hubungan  sebab  dan  akibat  (kausal) untuk  efek-efek  yang  diamati  (Brown  dan  Rothery, 1993; Gunst dan Mason, 1980; Sugiyono, 2011).
Untuk  kasus  regresi  berganda  seperti  yang ditunjukkan  pada  persamaan  di  atas  (persamaan  1),
terlihat  pada  variabel  respon  tunggal  sebagai  fungsi dari  beberapa  kausal  atau  variabel  penjelas  dengan asumsi  bahwa  nilai-nilai  dari  variabel  acak  biasanya didistribusikan  dan  bahwa  variabel  kausal  secara independen berkontribusi pada variabel respon.
Y = a + b 1 x 1 + b 2 X 2 + b 3 X 3 + U (1) P 01 X 1 + P 02 X 2 + p 03 X 3 + U = Y
(2)
Disisi  lain,  analisis  jalur  (persaman  2),  meneliti beberapa variabel penjelas sebagai fungsi dari variabel respon  yang  dituju.  Ini  mengasumsikan  bahwa  faktor penyebab  saling  berhubungan  untuk  berkontribusi pada  variabel  respon.  Dengan  kata  lain  faktor penyebab  tidak  bertindak  independen.  Pada  analisis jalur, terdapat 3 (tiga) keputusan penting:
1. Klausal  variabel  yang  mana  yang  dimasukkan dalam model.
2. Bagaimana  menghubungkan  rantai  kausal  dari
variabel-variabel yang ada.
3. Jalur mana yang tidak penting terhadap model, hanya satu bagian yang diuji secara statistik.

## Gambar 1a. Diagram jalur dengan 5 koefisien jalur
Biasanya  analisis  jalur  mengikutkan  analisis  dan perbandingan  dua.  Model  pertama  adalah  model “penuh”  dengan  semua  jalur  yang  mungkin  termasuk dimana  ditunjukkan  pada  Gambar  1a.  Untuk  model kedua  yaitu  “mengurangi  model”  yang  memiliki beberapa  jalur  dihapus,  karena  mereka  dihipotesiskan tidak berkontribusi pada model yang ditunjukkan pada Gambar 1b.
Tabel.1. Keuntungan pemakaian propeller turbin pada beberapa kapal

## Gambar 1b. Diagram jalur dengan 4 koefisien jalur
Koefisien jalur untuk model penuh (dengan semua anak  panah)  yang  diturunkan  dari  serangkaian “ layered ”  analisa  regresi  berganda.  Untuk  setiap regresi berganda, kriterianya adalah variabel berada di dalam kotak dan prediktor adalah semua variabel yang memiliki panah yang mengarah ke kotak itu.

## METODE PENELITIAN
Data  yang  dianalisa  diambil  dari  (Leksono,  dkk., 2013)  dan  disajikan  pada  Tabel  2.  Data  ini distandarisasi  sebelum  analisis  regresi  dilakukan dengan  menggunakan  Excel  (Akintunde,  2012). Regresi  pada  variable-variabel  yang  distandarkan memberikan koefisien regresi parsial tidak seperti pada regresi  variabel  non-standar  yang  memberikan koefisien  regresi  nyata.  Ini  berisi  satu  variabel dependen  Y  dan  empat  variabel  independen  X 1 ...  X 4 (6  kasus).  Dengan  menerapkan  persamaan  (3),  untuk data  mentah  berada  di  sebelah  kiri,  hasilnya  ada  di sebelah kanan.
x * = (xm)/sd
(3)
Analisis  regresi  pada  satu  set  variabel  standar menghasilkan  koefisien  regresi  parsial.  Koefisien regresi  parsial  sebenarnya  nama  lain  untuk  koefisien jalur langsung.
Tabel 2. Variabel untuk analisis jalur
Diasumsikan  satu  set  yang  terdiri  dari  5  variabel yaitu Y, X 1 , X 2 , X 3 dan X 4 . Kontribusi tidak langsung X 1 ke  Y  akan  mencakup  X 1 ke  Y  melalui  X 2 ,  X 3 dan
X 4 .  Hal  yang  sama  berlaku  untuk  X 2 ,  X 3 dan  X 4 koefisien  korelasi  menjadi  beberapa  bagian.  Hal  ini dapat  didefinisikan  sebagai  rasio  standar  deviasi  dari efek  akibat  penyebab  yang  diberikan  kepada  total deviasi standar dari efek (koefisien jalur langsung).

## Koefisien Jalur Langsung
Jika Y adalah efek dan X1 adalah penyebab, maka koefisien  jalur  untuk  jalur  dari  sebab  X1  ke  efek  Y. Seperti  disebutkan  sebelumnya  di  bawah  jalur langsung koefisien  perhitungan koefisien jalur dari X 1 ke  Y.  Kontribusi  tidak  langsung  X 1 ke  Y  akan mencakup  X 1 melalui  X 2 ,  X 3 dan  X 4 .  Hal  yang  sama berlaku untuk X 2 , X 3 dan X 4 . Persamaan di bawah ini menggambarkan proses splitting untuk variabel kausal 3 faktor dengan salah satu efek variabel Y.

## PERHITUNGAN
Ini  statistik  dasar  (rata-rata,  hitung  dan  sum)  akan membentuk  dasar  untuk  menghitung  deviasi  dan standarisasi  proses  standar  data.  Hal  ini  dapat dilakukan  dengan  mudah  di  Excel.  Data  dan  proses pertama  untuk  menghitung  statistik  dasar  disajikan pada  Tabel  3.  Juga  matriks  korelasi  disajikan  pada Tabel 4.
Tabel 3. Dasar statistik perhitungan
Tabel 4. Matriks korelasi
Langkah  selanjutnya  untuk  memperoleh  koefisien jalur  tidak  langsung  adalah  untuk  mendatangkan koefisien  jalur  langsung  yang  dihasilkan  sebelumnya (Tabel  6).  Dengan  dua  tabel  (Tabel  5  dan  Tabel  6),
Analisa Pengaruh Ratio Ukuran Utama Kapal terhadap Efisiensi Energi Terbuang Propeller pada Kapal Single Screw dengan Menggunakan Metode Analysis Jalur (Setyo Leksono)
kontribusi  tidak  langsung  bagi  semua  variabel  dalam persamaan dapat dihasilkan, disajikan pada Tabel 6.
Tabel 5. Koefisien regresi parsial
Tabel.6. Koefisien jalur langsung dan tidak langsung

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Diagram  penelitian  untuk  menganalisis  semua variabel  ditunjukkan  pada  Gambar  2  yang  sesuai dengan  data  pada  Tabel  3.  Setelah  pengolahan perhitungan,  ada  beberapa  kesalahan  pembulatan (pernyataan no. 5 dari Akintunde (2012)). Jadi, bagian dari  data  yang  harus  dihilangkan.  Dalam  hal  ini variabel  Ui/Va  dapat dihapus, data  akan  lima  variabel ( efficiency  gain =Y,  w=X 1 ,  C T =X 2 ,  L/B=X 3 ,  B/T=X 4 ) seperti disajikan pada Tabel 4.
Menghitung  koefisien  jalur  dengan  lima  variabel seperti  yang  disebutkan  pada  Tabel  6,  efek  tidak langsung  tampaknya  menjadi  penyebab  korelasi. Dalam  kasus  tersebut,  faktor-faktor  penyebab  tidak langsung  yang  harus  dipertimbangkan  menurut ayat  (2)  dari  pernyataan  Akintunde  (2012)  ini  seperti
yang ditunjukkan pada Gambar. 3a.
Gambar 3a. Diagram jalur pengaruh koefisien kapal di
efficiency gain dari vane turbin
Nilai terbesar dari koefisien jalur adalah L/B untuk efficiency gain melalui  koefisien thrust  loading (C T ). Kedua  koefisien  jalur  (L/B  untuk efficiency  gain melalui w dan L/B untuk efficiency gain melalui B/T) bisa  diabaikan  atau  dihilangkan  dikarenakan  nilainya terlalu  kecil.  Jadi  rasio  dimensi  utama  (L/B)  akan mempengaruhi  nilai eficiency  gain melalui  koefisien
thrust  loading .  Ini  berarti  bahwa eficiency  gain propeller turbin secara tidak langsung bergantung pada nilai  L/B.  Diagram  korelasi  kasus  seperti  itu ditunjukkan pada Gambar 3b.
Gambar 3b. Diagram jalur pengaruh koefisien kapal terhadap eficiency gain dari propeller turbin
Gambar 4a. Koefisien thrust loading sebagai fungsi L/B
Bila  dibandingkan  analisis  regresi  C T sebagai fungsi dari L/B (Gambar.4a) dan keuntungan efisiensi sebagai fungsi dari koefisien thrust loading (Gambar.  4b)  menunjukkan  hasil  yang  cukup  masuk akal.
Gambar 4b. Efisiensi keuntungan sebagai fungsi koefisien thrust loading

## KESIMPULAN
Dari  uraian  di  atas  telah  ditunjukkan  hubungan (korelasi)  yang  cukup  erat  antara  rasio  ukuran  utama (L/B)  dan  koefisien thrust  loading (C T ) propeller terhadap  effisiensi  yang  didapatkan  dengan  adanya pemanfaatan propeller /turbin  untuk  menekan losses energy pada  kapal single  screw .  Faktor  non  dimensi rasio  L/B  memberikan  kontribusi  yang  cukup signifikan  terhadap  pencapaian  efisiensi  tetapi  masih bergantung pada nilai C T .

## DAFTAR PUSTAKA
Akintunde,  A.  N.  (2012).  Path  Analysis  Step  by  Step using  Excel. Journal  of  Technical  Science  and
Technologies ,Vol. 1(1): 9-15. Brown, D., dan Rothery, P. (1993). Models in Biology: Mathematics,  Statistics  and  Computing .  UK:
John Wiley & Sons Ltd.
Gunst,  R.  F.,  dan  Mason,  R.  L.  (1980). Regression
Analysis and Its Application. New York: Marcel Dekker, Inc. Leksono,  S.,  Utama,  I.  K.  A.  P.,  Djoni,  M.  A.,  dan Aryawan,  W.  D.  (2013).  Vane-Turbine  as  an
Energy Conversion in the Propeller Slipstream of Single Screw Ship . Advanced Materials Research
Vol. 789: 417-422. Leksono,  S.,  Utama,  I.  K.  A.  P.,  Djoni,  M.  A.,  dan Aryawan,  W.  D.  (2013).  A  Vane  Turbine  in  the Propeller  Slipstream  as  an  Alternative  Energy Saving  Devices. Proceedings  of    the  5 th
International Conference on Tech. and
Operational OSV . Singapura, pp. 139-149. Scheiner,  S.  M.  dan  Gurevitch,  J.  (1993). Design  and Analysis  of  Ecological  Experiments .  New  York:
Chapman & Hall.
Sugiyono. (2011). ” Statistics for Research ”, Bandung: Alfabeta.
Wright,  Sewal.  (1934).  The  Method  of  Path
Coefficients. The  Annals  of  Mathematics
Statistics , Vol. 5 (3): 161-215.
Analisa Pengaruh Ratio Ukuran Utama Kapal terhadap Efisiensi Energi Terbuang Propeller pada Kapal Single Screw dengan Menggunakan Metode Analysis Jalur (Setyo Leksono)
Halaman kosong