JURNAL TEKNIK ITS Vol. 8, No. 1, (2019) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) G90 Abstrak—Sloshing merupakan pergerakan fluida secara bebas dalam sebuah wadah. Sloshing terjadi akibat pergerakan dari kapal itu sendiri. Beban atau gaya yang terjadi akibat muatan cair yang mengalami sloshing perlu dianalisis dan dianggap penting, terutama pada kapal-kapal yang memiliki ruang muat besar seperti super tanker atau kapal LNG berukuran besar. Kemungkinan sloshing yang terjadi pada ruang muat tersebut akan lebih besar apabila terjadi resonansi dengan gerakan kapal. Tegangan yang terjadi pada tangki dihitung dengan menggunakan pendekatan numerik untuk mengetahui respon hidrodinamis yang terjadi akibat muatan cair dalam tangki ruang muat. Pengaruh sloshing yang terjadi pada tegangan sekat memanjang tangki ruang muat didapatkan dengan perhitungan numerik. Hasil yang didapat antara lain tegangan maksimum yang terjadi pada saat ketinggian cairan terisi 10% adalah sebesar 15.962 Mpa, saat ketinggian cairan terisi 30% adalah sebesar 30.852 Mpa, saat cairan terisi 50% adalah sebesar 47.049 Mpa, serta saat cairan terisi 80% adalah sebesar 50.968 Mpa. Sehingga terdapat kenaikan tegangan yang cukup signifikan saat kondisi ruang muat terisi dengan ketinggian rendah. Kenaikan tegangan yang terjadi hingga mencapai 93.28% saat ruang muat terisi dari 10% ke 30%. Kata Kunci — computational fluid dynamic, dynamic mesh, finite element method, sloshing, stress. I. PENDAHULUAN ENGOPERASIAN kapal tanker meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah kapal dengan berbagai variasi tangki muatan cair. Banyak permasalahan struktur tangki yang dicatat terkait dengan beban sloshing yang terjadi dalam ruang muat [1]. Permasalahan tersebut berkaitan dengan sloshing yang terjadi pada tangki-tangki membran. Misalnya saja Kapal Polar Alaska yang mengalami kerusakan tangki pada saat ruang muat kapal tersebut terisi sekitar 15- 20%. Salah satu komponen dalam ruang muat muat kapal yang dikenai beban sloshing adalah longitudinal bulkhead. Bulkhead atau sekat adalah salah satu bagian kapal yang membagi satu kompartemen satu dengan kompartemen yang lainnya [2]. Bulkhead pada kapal terbagi menjadi dua jenis diantaranya adalah transverse bulkhead dan longitudinal bulkhead. Longitudinal bulkhead merupakan sekat memanjang kapal yang sering dikenai beban sloshing akibat gerakan rolling kapal itu sendiri. Pendekatan analisis tidak dapat dilakukan untuk memperkirakan gaya yang timbul akibat beban sloshing disekitar frekuensi resonansi, terutama pada saat resonansi yang terjadi dengan amplitudo eksitasi yang besar. Teori linier sloshing hanya berlaku untuk amplitudo dan frekuensi eksitasi rendah, selain itu teori tersebut hanya dapat digunakan untuk memperkirakan respon pada area resonansi saja. Sedangkan untuk teori non-linier sloshing dapat digunakan untuk memperkirakan gaya berupa tekanan dinamis akibat beban sloshing pada konstruksi tangki, tetapi hal tersebut hanya berlaku pada amplitudo eksitasi kecil serta tidak dapat digunakan untuk bentuk tangki secara umum atau untuk memperhitungkan tekanan impact pada tangki [3]. Oleh karena itu untuk memperhitungkan tegangan yang terjadi pada tangki digunakan pendekatan numerik untuk mengetahui respon hidrodinamis yang terjadi akibat muatan cair dalam tangki ruang muat. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Gerakan Rolling Rolling merupakan gerakan kapal yang terjadi pada saat kapal mengelilingi sumbu x. Ketika kapal rolling bagian sisi kanan kapal bergerak kesebelah sisi kiri kapal yang terulang secara bergantian [4]. B. Dinamika Sloshing Gelombang pada sloshing akan terbentuk dengan hasil yang berbeda antara satu sama lain. Hal ini dipengaruhi oleh kedalaman cairan dan frekuensi osilasi. Gelombang yang mungkin terjadi diantaranya adalah standing wave, traveling wave, hydaulic jump, serta kombinasi dari ketiga gelombang tersebut. Standing wave akan terbentuk saat ketinggian cairan yang dangkal dan berosilasi pada frekuensi yang jauh lebih rendah daripada frekuensi resonansi. Standing wave akan berubah menjadi traveling wave dengan panjang gelombang yang sangat pendek saat frekuensi yang terjadi meningkat. Sedangkan tipe gelombang hydraulic jump akan terjadi ketika terjadi gangguan kecil dan muncul diatas rentang frekuensi didekat frekuensi resonansi. Apabila frekuensi meningkat lebih besar maka akan terjadi solitare wave [5]. Terdapat beberapa metode dalam menentukan pergerakan cairan yang disebut dengan sloshing ini. Salah satu metode yang digunakan adalah dengan menggunakan metode quasi- statis. Metode ini digunakan untuk menyederhanakan permukaan bebas cairan dengan menggambaran sebagai garis lurus yang berhubungan dengan pergerakan rolling dan percepatan lateral yang dihasilkan. Kelemahan dari metode ini adalah hanya dapat digunakan saat fluida dalam keadaan steady state [6]. C. Computational Fluid Dynamics Penggunaan Computational Fluid dynamics sudah sangat luas [7]. CFD pada saat ini digunakan sebagai alat untuk mendapatkan solusi dalam dunia engineering. Dengan menggunakan metode ini dapat menghasilkan prediksi Analisis Tegangan Sekat Memanjang Tanker akibat Beban Sloshing menggunakan Metode Elemen Hingga Ardan Nagra Coutsar, Dony Setyawan Departemen Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) 60111 Indonesia e-mail: ardan15@mhs.na.its.ac.id, dony@na.its.ac.id P