## PENGARUH PENAMBAHAN FIN PADA LAMBUNG KAPAL IKAN TRADISIONAL
Budhi Santoso 1 , Romadhoni 2 , M Ikhsan 3
1,2,3 Program Studi Teknik Perkapalan, Politeknik Negeri Bengkalis E-mail 1 : budhisantoso@polbeng.ac.id

## Abstrak
Berbagai cara ditempuh untuk mendapatkan hasil yang mendekati niai yang sempurna. Kapal nelayan saat ini menjadi pusat perhartian bagi ilmuan untuk dicari celah dalam upaya peningkatan dan kemajuan. salah satu upaya peningkatan teknologi pada kapal nelayan 3 GT dengan penambahan fin pada  kedua  lambung  kapal.  Akibat  penambahan  konstruksi fin dicari  dampak  terhadap  performa  kapal  secara  keseluruhan.  Menggunakan  metode numerik  dibantu  dengan  perangkat  lunak  menghasilkan  perbandingan  tahanan  gelombang  pada  kecepatan  maksimum  6%.  Tahanan  viscos  pada kecepatan maksimum sebesar 0,03%. Sehingga  nilai perbandingan nilai tahanan total kapal dengan menggunakan fin dan kapal tidak menggunakan fin di saat kecepatan maksimum kapal 10 knot bernilai 5,50 % kN. Power mesin kapal menjadi naik sebesar 46,98 HP yang sebelumnya 44,53 HP.
Kata kunci - Power engine, Tahanan, Wave, Viscos, Fin

## Abstract
A variety of ways are being taken to get near perfect results. The fishing vessel is now the center of significance for scientists to look for loopholes in improvement and progress. one of the technological improvement efforts on the 3 GT fishing boat with the addition of fin on both hulls. As a result of the addition  of fin construction  is  sought  to  impact  the  overall  performance  of  the  vessel.  Using  numerical  methods  assisted  with  software  produces  a comparison  of  wave  resistance at a maximum speed  of  6%.  Viscos  resistance at a  maximum speed  of  0.03%.  So  the  value  of  the  ratio  of  the  total resistance value of the vessel using the fin and the ship does not use the fin when the maximum speed of 10 knots is worth 5.50% kN. Power ship engines increased by 46.98 HP from 44.53 HP
Keywords - Power engine, Tahanan, Wave, Viscos, Fin

## 1. PENDAHULUAN
Berbagai  cara  dalam  upaya  untuk  memajukan para pelaku usaha perikanan melalui pemanfaatan  kemajuan  teknologi yang  ada. untuk melakukan adopsi teknologi baik itu alat tangkap  maupun  kapalnya  bila hal  tersebut dapat menghasilkan keuntungan yang lebih baik. Penyempurnaan  bentuk  lambung  kapal  kayu terus  dilakukan  untuk  memenui  kebutuhan masyarakat  nelayan. Penerapan fin pada lambung kapal sebagai cara dalam penyempurnaan  kapal  kayu  yang  ada  di lingkungan Kabupaten Bengkalis.
Dengan  melakukan  penambahan  konstruksi fin dilambung  kapal,  maka  perlu  dilihat  performa kapal akibat penambahan tersebut. Metode yang digunakan  dalam  penyelesaian  masalah  ini menggunakan  metode  numerik. Penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui perubahan
performa  kapal  setelah  ditambah fin pada lambung kapal.

## 2. METODE
Langkah-langkah dalam pelaksanaan penelitian ini meliputi identifikasi masalah, studi literatur, pengumpulan data kapal, pengolahan data kapal, pemodelan kapal, perhitungan  tahanan  dan perhitungan performa kapal.

## 2.1 Kapal Ikan
Kapal  ikan  tradisonal  untuk  wilayah  perairan pulau  Bengkalis  terdiri  dari beberapa  ukuran, sehingga  perlu  dilakukan  beberapa  langkah awal  sebelum mengetahui  karakteristik  kapal tersebut.  Sebelum  lebih  jauh  membahas  lebih jauh  diperlukan  data-data  hasil survey di lapangan perlu  dijelaskan  secara  detail.  Perlu diketahui bahwa data – data seperti data utama kapal, data main engine, kapasitas ruang muat, kapasitas jaring dan data – data yang
menyangkut penelitian ini diambil berdasarkan hasil survey di  lapangan dan  hasil  wawancara langsung dengan nelayan.
Model  kapal  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  didapatkan  pada  penelitian sebelumnya yaitu  kapal  nelayan  tradisional  3  GT  miliki masyarakat nelayan yang terdapat di kabupaten Bengkalis. Pemodelan menggunakan software maxsurf yang  terdiri  dari maxsurf-pro untuk penggambaran model, Ansys TDYN.

## 2.2 Perhitungan Tahanan Kapal
Hasil perhitungan tahanan kapal dapat dilakukan  dengan  berbagai  cara  antara  lain melalui  perhitungan  secara  analitis,  percobaan, dan pensimulasian  model  kapal  di  komputer. Perhitungan secara analitis memberikan bentuk persamaan matematis. Percobaan menghasilkan nilai tahanan yang praktis dan berakurasi tinggi. Pada metode percobaan mempunyai kelemahan yaitu  dalam  percobaan  menggunakan biaya pembangunan  fasilitas percobaan yang tinggi. Melalui  pembuatan model  kapal  di perangkat lunak dapat  memberikan  hasil  yang  mendekati keadaan  sebenarnya  dengan  waktu  dan  biaya yang jauh lebih kecil dibandingkan ekperimen, tetapi sulit dalam melakukan validasi[6].
Secara  manual  dan  sederhana,  tahanan  total kapal, R T ,  dapat  diperoleh  dengan  cara menjumlahkan  semua  komponen-komponen tahanan yang bekerja pada kapal, yang meliputi tahanan gesek (friction resistance, R F ), tahanan gelombang  (wave  resistance, R W ),  tahanan udara (air resitance, R A ), dan lain-lain[1].

## 2.3 Computational Fluid Dynamic (CFD)
Pada dasarnya perhitungan
numerik
menggunakan CFD dapat  diselesaikan  dengan persamaan  fluida.  Persamaan  yang  dimaksud adalah  persamaan  Navier-Stokes.  Metode  ini mempunyai prinsip kekekalan massa, momentum,  dan  energi. Prinsip  ini  mengikuti metode  fisika  spesial  yaitu  hukum  fisika kontinuitas, momentum, dan persamaan
energi[2]. Computational Fluid Dynamic dalam aplikasinya digunakan untuk menyelesaikan berbagai permasalahan dengann cara percobaan.
Dalam  percobaan  dilakukan tidak  secara total dalam  memodelkan objek  pada  kondisi nyata, dengan  demikian hal  ini  tidak mencerminkan secara total pada model. Sehingga keadaan teori fisika  dan metode matematis  yang  tepat akan dikembangkan sesuai  dengan persamaan yang harus diselesaikan pada kondisi batas tertentu. Proses  pemodelan  numerik dilakukan  dengan melakukan input  data.  Apabila  data  yang  di imputkan tidak sesuai kondisi yang sebenarnya, maka dapat digunakan tolak  ukur yang  dapat memberikan  gambaran kondisi  sebenarnya. CFD menggunakan  metode VOF (Volume  of Fluid). Pada metode VOF menggunakan sistem koordinat  kartesian  dengan  menyelesaikan persamaan Navier-Stokes [3,4].
Kejadian free- surface non-linear seperti contoh gelombang tidak  menentu  menghamtam pada lambung  kapal teradap reaksi kapal  yang dinamis dapat dimodelkan dengan  perangkat lunak CFD untuk permasalahan diatas[5].

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pemodelan menggunakan perangkat lunak maxsurft objek kapal tradisional 3 GT. Dimensi kapal  panjang  kapal  10,24  meter;  lebar  2,05 meter; tinggi kapal 1,32 meter; sarat 0,45 meter.
Gambar 1. Model kapal 3 GT
(Olahan Sendiri: 2017)

## Gambar 2. Model Fin Arrangement Dengan Ukuran 3
Meter, lebar 0,25 meter.
(Olahan Sendiri: 2017)
Tabel 1. Karakteristik Kapal 3GT dengan Fin
Mearurement Value Units Displacement 6.78 t Volume (Displaced) 6.615 m^3 Draft Amidships 0.65 m Wetted Area 28.207 m Prismatic coeff. (Cp) 0.605 m^2 Block coeff. (Cb) 0.435 KB 0.429 m KG 0,650 m
Model kapal dilengkapi dengan pemasangan fin ikan  dikanan  kiri  lambung  bawah  air. Model kapal ini digunkan  untuk  mendapatkan  nilai hambatan total kapal setelah ditambah fin. Hasil hambatan  kapal  akan  di  gunakan  untuk menentukan  daya  mesin  kapal.  Daya  mesin kapal yang telah ditambahkan fin dibandingkan dengan  daya  mesin  yang  terinstal. Dengan memvariasi kecepatan  kapal  akan  didapatkan sebuah  grafik  yang  menunjukkan  perbedaan tahanan kapal pada masing-masing kecepatan.

## 3.1 Analisis CFD
Tahapan analisis CFD diawali dengan membuat model  badan  kapal  yang  berasal  dari  program sofware maxsurft. Metode perhitungan menggunakan perangkat  lunak Ansys tdy dan dilanjutkan  dengan  perhitungan  numerik  untuk mendaptakan tahanan total kapal.
Tahapan dimana analisa data dilakukan terhadap hasil  simulasi CFD yang  sudah  dilakukan, analisa  mengenai  hasil  simulasi,  pengaruh penambahan fin pada  lambung  kapal. Selain kecepatan dan tahanan yang dianalisa, komponen utama yang dikaji dari penelitian ini adalah perubahan bentuk aliran yang dihasilkan akibat adanya penambahan fin yang berpengaruh  terhadap  kecepatan  aliran  yang menuju ke propeller. Berikut ini hasil simulasi dengan  menggunakan sofware  Ansys tdy didapatkan  perbandingkan  bentuk  aliran  akibat penambahan fin dan  tidak  mengunakan fin berdasarkan kecepatan kapal.
Bentuk  aliran  yang  dihasilkan  pengolahan model  menggunakan ansys pada  kecepatan rendah sampai  dengan  kecepatan  maksimum memiliki  hambatan  gelombang  dan  hambatan viscos, pada tabel berikut ini.

## Tabel 2. Perbandingan Tahanan Gelombang
V ship RW model (kN) Selisih % Knot Orignal Ori + fin 4 0.32 0.36 14 6 0.89 1.00 12 8 2.44 2.53 4 10 4.75 5.05 6
Berdasarkan  pengamatan  pada  tabel  diatas perbandingan tahanan gelombang kapal dengan fin mempunyai nilai yag lebih tinggi dibandingkan dengan kapal tidak menggunakan fin.  Peryataan  tersebut  diperjelas  pada  grafik dibawah ini.

## Gambar Grafik perbandingan tahanan Gelombang kapal

## fin dengan kapal tanpa fin
Tahanan viscos kapal menggunakan fin dengan tanpa fin terlihat  jelas  perbandingannya  tidak terlalu  signifikan.  Pada  kecepatan  4 knots selisihnya  antara  keduanya  0,11%. Tahanan viscos kapal mengalami kecenderungan menurun  pada  saat  mencapai  kecepatan maksimum  kapal  dengan  ditunjukkan  nilai 0,03%.

## Tabel Perbandingan Tahanan Viscos
V ship RV model (kN) Selisih % Knot Orignal Ori + fin 4 0.30 0.33 0.11 6 0.61 0.69 0.12 8 1.03 1.16 0.13 10 1.71 1.76 0.03 Pada kecepatan rendah kapal dengan
menggunakan fin mempunyai tahanan gelombang  0,36  kN,  sedangkan  kapal  yang tanpa  menggunakan fin mempunyai  nilai  0,32 kN. Bentuk aliran pada kapal kecepatan rendah ini belum kelihatan dikarenakan supply air pada lambung kapal belum terlalu besar.

## Gambar Aliran kapal kecepatan 4 knots tanpa fin

## Gambar Aliran kapal 4 knot menggunakan fin
Bentuk aliran pada kecepatan maksimum kapal dengan  menggunakan fin lebih  teratur  dan panjang.  Hal  ini  ditunjukkan  dengan  nilai tahanan  gelombang  pada  kecepatan  kapal maksimum  lebih  besar  5,05  kN.  Berbeda dengan  kapal  tanpa fin bentuk  aliran  sudah teratur  tetapi  hambatan  gelombang  lebih  kecil 4,75 kN.
Gambar Aliran kapal kecepatan 10 knots tanpa fin
Gambar Aliran kapal 10 knot menggunakan fin

## 3.2 Tahanan Kapal
Hasil yang diperoleh setelah melakukan analisis menggunakan ansys  tdy didapatkan  tahanan total  kapal  pada  setiap  kecepatan  mengalami kenaikan.  Selisih  kenaikan  tahanan  total  kedua kapal pada kecepatan 4 knots sebanyak 12,38 %, sedangkan kecepatan maksimum kapal 10 knots bernilai 5,50 %.

## Tabel Perhitungan tahanan total kapal
V ship Fr V model RT model (N) Knot m/s (m/s) Orignal Ori + fin 4 2.056 0.22 0.65 0.62 0.69 6 3.084 0.33 0.98 1.5 1.68 8 4.112 0.44 1.3 3.47 3.7
10 5.14 0.55 1.63 6.47 6.82
Berdasarkan  tabel  diatas  dapat  diperoleh  hasil yaitu  pada  kondisi  kapal  kecepatan rendah perbandingan  kenaikan  tahanan  total  kapal dengan fin dengan  kapal  tanpa fin semakin tinggi. Kemudian mengalami penurunan secara linier sampai pada kecepatan maksimum kapal.
Gambar Grafik perbandingan tahanan kapal fin dengan kapal tanpa fin

## 3.3 Daya Mesin
Analisa perhitungan power mesin menggunakan perangkat  lunak ansys  TDY dengan  input  data WSA  model  0,2718;  WSA  kapal  27,18; Konversi  Kw  ke Hp  1,34102;  dan skala model 1:1 hasil dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel Perbandingan Power Kapal dengan Fin dan Tanpa
Fin V ship Fr EHP (hp) Selisih Knot m/s Orignal Ori + fin 4 2.056 0.22 1.70 1.91 12.38% 6 3.084 0.33 6.19 6.96 12.33% 8 4.112 0.44 19.12 20.35 6.42% 10 5.14 0.55 44.53 46.98 5.50%
Perbandinagn  performa  kapal  sesuai  dengan tabel  diatas  didapatkan  kenaikan  tenaga  mesin kapal  akibat  penambahan fin.  Kenaikan  pada kecepatan  maksimum  tersebut  masih  dapat ditangulangi  dengan  sistem  permesinan  kapal yang ada.
Gambar Grafik perbandingan performa kapal fin dengan kapal tanpa fin

## 4. KESIMPULAN
Tahanan  kapal  akibat  penambahan fin pada lambung  kapal  mengalami  kenaikan  sebesar 5,50% kN dari  sebelum  ditambah  dengan fin. Tahanan  gelombang  kapal  yang  menggunkaan fin lebih  besar  dibandingkan  kapal  yang  tanpa fin dengan  nilai  selisih  keduanya  6% kN pada kecepatan  kapal  maksimum. Untuk  tahanan viscos  perbandingan  keduanya  menunjukkan perbedaan  yang  kecil  yaitu  0,03%  pada kecepatan kapal maksimum. Power mesin kapal menjadi naik sebesar 46,98 HP yang sebelumnya 44,53 HP. Kondisi ini secara umum tidak mempengaruhi secara signifikan terhadap instalasi permesinan yang ada.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti  mengucapkan  beribu  terima  kasih kepada Direktorat  Jenderal  Penguat  Riset  Dan Pengembangan  Kementerian  Riset,  Teknologi Dan Penrguruan Tinggi yang telah memberikan bantuan  pendanaan  pada  tahun  2017 pada skema Penelitian Dosen Pemula. Selain itu tidak lupa Jurusan  Teknik  Perkapalan  Politeknik Negeri Bengkalis terima  kasih atas  segala bantuan dan dukungan fasilitas atas terselesainya penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Adji, Surjo W. (2006), Pengenalan Sistem Propulsi Kapal, Diktat Kuliah Sistem Propulsi Kapal, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya. [2] Anderson. D., Computational Fluid Dynamic,  Department  of Aerospace engineering University of Mayland, 1995.
[3] Barkhudarov, Lagrangian VOF advection Method  for  Flow- 3D  Flow Science,Inc FSI-03-TN63-R, 2004.
[4] Harnita. Studi Pengaruh Bentuk Bulbous
Bow Terhadap Tahanan Kapal Layar Motor Tradisional Melalui Uji Model. Universitas Hasanuddin. 4 44-46, 2011. [5] Hwa Seo, Flexible CFD meshing strategi for prediction.Seoul university, korea, 2010.
[6] Utama, I.K.A.P , “Per anan Hidrodinamika dalam Bidang Desaign kapal dan Kehidupan Sehari- hari”,
Pidato  Pengukuhan  untuk Jabatan  Guru  Besar  dalam Bidang Ilmu Hidrodinamika Kapal pada Fakultas Teknologi  Kelautan  Institut Teknologi Sepuluh November  Surabaya  4  Juni 2008, Departemen Pendidikan nasional, Institud  Teknologi  Sepuluh November, Surabaya,2008.