CREATED BY:

JAMHARI HBM 4313100149 | FEBRY NI 4313100150 | JOUSIE R 4313100151

Final Report HYDRO II: Barge LAYDOWN Responses Analysis HYDRODYNAMIC II CLASS, OCEAN ENGINEERING DEPARTMENT

Lecturer : Prof. Ir. Eko Budi Djatmiko, M.Sc, PhD

Assistant Lecturer : Yuni Ari Wibowo, S.T.

PEMODELAN SEBUAH BARDGE LAYDOWN

Sebuah bardge yang diberi nama LAYDOWN (Gambar 1.1) akan menjadi objek untuk menganalisa karakteristik respons gerakan bangunan laut terapung pada kondisi stasioner (kecepatan 0 m/s atau Fn = 0.00). Komputasi respons gerakan bardge LAYDOWN karena gelombang reguler menggunakan model matematis dengan dibantu software MOSES, Textpad, dan Microsoft Excel. Analisis RAO ini dilakukan dengan memvariasikan empat arah gelombang datang, yakni 𝜇 = 0𝑜 , 45𝑜 , 90𝑜 , dan 180𝑜 (Gambar 1.2).

Gambar 1.1 Konfigurasi umum bardge LAYDOWN

Gambar 1.2 Konvensi arah gelombang terhadap bangunan laut

Komputasi RAO bardge LAYDOWN menggunakan MOSES membutuhkan dua file dasar

untuk memenuhi jalannya program tersebut. Diantaranya file pertama adalah DAT yang berisi

database geometri struktur LAYDOWN untuk menghasilkan gambar visual geometrinya

(Gambar 1.3 dan Gambar 1.4) sedangkan yang kedua adalah CIF yang berisi perintah-perintah

(commands) dalam mengolah data yang ingin diperoleh berdasarkan database geometri dari

DAT file (Gambar 1.5).

Gambar 1.3 Screenshot perintah-perintah untuk memvisualkan model LAYDOWN

Gambar 1.4 Model bardge LAYDOWN hasil inputan dari DAT file

Gambar 1.5 Screenshot cuplikan proses pemrograman dalam komputasi RAO bardge LAYDOWN

Setelah membuat CIF file yang berisikan commands dalam menentukan hasil

komputasi RAO berdasarkan empat arah gelombang datang yang terjadi maka akan keluar

hasil komputasinya melalui OUT file (Gambar 1.6).

Gambar 1.6 OUT file dari hasil komputasi CIF file.

ANALISIS REPONSE AMPLITUDE OPERATOR (RAO) TERHADAP SEBUAH BARDGE LAYDOWN

1. Gerakan SURGE

Gerakan surge (gelora) adalah gerak linear yang memanjang pada sumbu x atau dari

depan ke belakang (busur/buritan).

Meninjau pada karakteristik gerakan surge dalam Gambar 1.7, secara logika gerakan

ini didominasi oleh gelombang buritan atau gelombang datang pada sumbu x (heading atau

following sea) akan menyebabkan bardge LAYDOWN mengalami respons struktur secara

signifikan dibanding pada gelombang datang dari arah sisi (stern quartening seas 45o dan

beam seas 90o) yang respons strukturnya cukup sedikit.

Dari grafik RAO (Grafik 1.0) gerakan surge, terdapat adanya kenaikan kecil kurva pada

frekuensi 0.567 rad/s untuk pembebanan 0o yang sama-sama didahului dengan 180o yakni

sekitar 0.2 m/m pada frekuensi 0.05 rad/s. Hal ini karena keduanya searah pada porosnya

sehingga responsnya mendominasi dari arah sisi lainnya seperti pada arah pembebanan 45o,

mengalami awalan sekitar 0.142 m/m pada frekuensi 0.05 rad/s sedangkan untuk 90o yang

sangat sedikit responsnya didahului dari 0.021 m/m pada frekuensi yang sama seperti

sebelumnya.

Grafik 1.0 Grafik RAO gerakan surge dengan variasi empat arah gelombang datang

2. Gerakan SWAY

Gerakan sway adalah gerak linear secara lateral pada sumbu y atau dari sisi ke sisi

(port-kanan).

Pada gerakan gerakan sway (Grafik 1.1) intensitas respons tidak terjadi sedikitpun

sebab gerakan sway secara logikapun tidak akan terjadi pada gelombang buritan ataupun

haluan pada arah pembenanan 0o dan 180o Namun, gerakan sway secara signifikan terjadi

pada pembebanan 90o dengan awalan 0.691 m/m pada frekuensi 0.050 rad/s. Sedangkan

pada arah pembebanan 45o yang responsnya hampir berpengaruh sebagaimana pada

pembebanan 90o, model grafiknya diketahui mengalami RAO sekitar 0.489 - 0.5 m/m pada

frekuensi pertama.

Seiring bertambahnya frekuensi atau semakin banyak gelombang yang terjadi dalam

satu detik, respons strukturnya akan semakin berkurang. Hal ini karena frekuensi gelombang

berbanding terbaik pada periode gelombang.

Grafik 1.1 Grafik RAO gerakan sway dengan variasi empat arah gelombang datang

3. Gerakan HEAVE

Gerakan heave (mengangkat) adalah gerak linear secara vertikal pada sumbu z (atas –

bawah).

RAO gerakan heave (Grafik 1.2) adalah merupakan contoh yang dapat menjelaskan

suatu sistem dinamis yang mengalami eksitasi beban (gelombang) harmonik. Pada daerah

frekuensi rendah RAO heave mempunyai harga sekitar 0.402 m/m, sesuai dengan kondisi

bardging dan secara bertahap naik. Ada kenaikan sedikit tajam pada sekitar frekuensi 0.382

rad/s di hampir setiap arah pembebanan derajat, hal ini karena respons struktur mengalami

multiplication ketika frekuensi gelombang akan sama dengan frekuensi natural struktur untuk

heave. Kondisi ini juga disebut resonansi yang sangat penting untuk bisa dihindari ketika

mendesain suatu bangunan laut.

Pada kondisi stasioner, gerakan heave terbesar terjadi saat gelombang berpropagasi

dari haluan atau pembebanan 180o yang mengakibatkan RAO heave naik mencapai

puncaknya sekitar 0.384 m/m (0o), 0.436 m/m (45o), 0.490 m/m (90o), dan 0.496 m/m (180o)

yang masing-masing juga merupakan resonansi terbesar pada puncaknya. RAO heave setelah

melalui puncaknya akan menurun drastis pada frekuensi tinggi.

Gelombang berfrekuensi tinggi artinya periodenya lebih kecil, dan mempunyai

peluang kejadian yang lebih tinggi, yakni mencapai sekitar 66% untuk perairan di seluruh

dunia [Hogben & Lumb (1967)]. RAO heave mempunyai harga mendekati 0.0 m/m pada

frekuensi sekitar 2.001 rad/det (0 derajat), 1.399 rad/set (45 derajat), 1.599 rad/det (90

derajat), dan 2.001 rad/det (180 derajat).

Grafik 1.3 Grafik RAO gerakan heave dengan variasi empat arah gelombang datang

4. Gerakan ROLL

Gerakan roll atau dalam keadaan gulungan adalah gerakan rotasi degan arah miring

yang berpusat pada poros sumbu x. Sebuah kemiringan yang terjadi ini disebut list atau heel.

Heel bisa terjadi karena adanya tekanan angin pada layar, saat membelok, atau tindakan kru

lainnya. Heel juga biasanya disebabkan karena banyaknya air yang masuk, kerusakan akibat

pertempuran, pergeseran kargo dll.

Pada gerakan gerakan roll, seperti terlihat pada Grafik 1.4, tidak terjadi pola

perubahan apapun pada kurva RAO pada arah pembebanan 0o dan 180o, hal ini dikarenakan

olengan yang terjadi secara signifikan pada sumbu x berasal dari gelombang datang ke

samping struktur (45o dan 90o).

Dari grafik bisa dilihat bahwa terjadi gerakan roll pada arah pembebanan 45o

mengalami gerakan roll yang dimulai 0.02 deg/m sekitar 0.05 rad/s. Sedangkan untuk arah

pembebanan 90 derajat, hampir sama dengan 45 derajat yaitu dengan awalan 0.029 deg/m

dan frekuensi 0.050 rad/s. Perhatikan juga bahwa gelombang datang yang searah pada sumbu

x, Head Seas (180o) dan Following Seas (0o), hampir tidak memiliki dampak respons dari

struktur bardge LAYDOWN.

Grafik 1.4 Grafik RAO gerakan roll dengan variasi empat arah gelombang datang

5. Gerakan PITCH

Gerakan pitch adalah gerak rotasi yang terjadi pada sumbu y atau lateralis. Offset atau

kemiringan dari poros y-nya disebut sebagai trim atau out of trim.

Sedangkan karakteristik gerakan pitch bila diamati dari kurva RAOnya dalam Grafik 1.5

adalah mode rotasi. Mengkaji efek arah gelombang dan struktur bardge LAYDOWN,

sebagaimana halnya dengan gerakan heave, intensitas gerakan pitch lebih didominasi oleh

gelombang datang dari arah 90o, dengan puncak kurva mencapai 2.541 deg/m.

Dari grafik RAO gerakan pitch di atas diketahui bahwa semua arah pembebanan

mengalami gerakan pitch awal pada besar yang sama yaitu sekitar 0.50 deg/m pada frekuensi

0.05 rad/s. Semua arah pembebanan, mengalami gerakan pitch terbesar pada daerah

perairan dengan gelombang berfrekuensi 0.5 – 0.7 rad/s.

Grafik 1.5 Grafik RAO gerakan pitch dengan variasi empat arah gelombang datang

6. Gerakan YAW

Gerakan yaw atau dalam kondisi mengoleng ini adalah gerak rotasi yang mengarah

pada poros z. Offset atau penyimpangan dari normal pada sumbunya disebut sebagai

deviation atau set.

Memperhatikan kurva RAO gerakan yaw dalam Grafik 1.6, para arah pembebanan 0

dan 180 derajat tidak terjadi sedikitpun gerakan karena faktor simetri dalam arah melintang.

Pada saat gerakan yaw terjadi di gelombang menyilang maka dapat diharapkan bahwa efek

kopel dari gerakan yaw akan terjadi. Besar kecilnya efek kopel akan sangat tergantung dari

intensitas gerakan rollnya.

Dari grafik RAO diatas dapat diketahui juga bahwa gerakan yaw terbesar terjadi pada

saat gerakan awal pada arah pembebanan 90 derajat yang bernilai sekitar 0,504 deg/m pada

frekuensi awal yaitu 0,05 rad/s. Pada arah pembebanan 45 derajat mengalami gerakan yaw

awal yang cukup besar, yaitu sekitar 0.357 deg/m hampir sama dengan pembebanan pada 90

derajat.

Grafik 1.6 Grafik RAO gerakan yaw dengan variasi empat arah gelombang datang