Analisis Kinerja Hidrodinamika Lambung Kapal Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics pada Variasi Kecepatan Operasi: Pendekatan RANS-VOF dengan Validasi Eksperimental - Miko Samsah; Muh Iksan Fadhi; Ramdhani Yusli Arbain Sugoro (Engineering and Technology International Journal, 2025)
Prediksi hambatan kapal yang akurat merupakan prasyarat fundamental dalam desain lambung yang efisien. Penelitian ini menyajikan analisis kinerja hidrodinamika lambung kapal tipe mono-hull menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) berbasis Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) dengan model turbulensi k-ε realizable dan pemodelan antarmuka bebas menggunakan Volume of Fluid (VOF). Kebaruan penelitian ini terletak pada: (1) kuantifikasi sistematis kontribusi komponen hambatan individual (hambatan gesek, hambatan bentuk, hambatan gelombang) pada rentang bilangan Froude 0,15–0,35 yang representatif untuk kapal feri penumpang; (2) analisis Grid Convergence Index (GCI) berbasis ekstrapolasi Richardson untuk kuantifikasi ketidakpastian diskretisasi; dan (3) korelasi distribusi tekanan permukaan dengan komponen hambatan viskos. Domain komputasi 1,2 juta sel dengan lapisan prismatik 12 lapis (y+ = 15–30) divalidasi terhadap data towing tank menghasilkan deviasi rata-rata 3,7% (ITTC < 5%). Hambatan gelombang menjadi komponen dominan (>50%) pada Fr ≥ 0,35 dengan transisi kritis Fr = 0,25. Koefisien hambatan total minimum CT = 5,38×10⁻³ dicapai pada Fr = 0,20. Hasil penelitian memberikan basis kuantitatif untuk optimasi desain lambung dan pemilihan kecepatan operasi ekonomis.