Analisis Kinerja Hidrodinamika Lambung Kapal Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics pada Variasi Kecepatan Operasi: Pendekatan RANS-VOF dengan Validasi Eksperimental

Miko Samsah (Universitas Ibnu Sina)
Muh Iksan Fadhi (Universitas Ibnu Sina)
Ramdhani Yusli Arbain Sugoro (Universitas Ibnu Sina)

Engineering and Technology International Journal (EATIJ)
Vol 7 No 03 (2025): Engineering and Technology International Journal (EATIJ)

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.