Analisis Variasi Jumlah Blade Propeller Kapal Mv Kaswari Elok 87 Terhadap Thrust Dan Torque Menggunakan Metode CFD (Computational Fluid Dynamics)

Analysis of the Variation in the Number of Propeller Blades on the MV Kaswari Elok 87 Ship on Thrust and Torque Using the CFD Method (Computational Fluid Dynamics)

    Propeller adalah suatu system yang penting dalam suatu system propulsi karena berpengaruh terhadap efisisensi hidrodinamika, stabilitas manuver dan konsumsi energi pada kapal. salah satu upaya adalah dengan melakukan riset dan memberikan inovasi dalam desain propeller yang sesuai dengan karakteristik operasi kapal sangat penting. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi jumlah blade terhadap nilai thrust dan torque pada propeller kapal. 

    Simulasi dilakukan menggunakan metode computational fluid dynamics (cfd) dengan perangkat lunak ansys fluent. jumlah blade divariasikan pada jumlah 3, 4, 5 blade pada 3 kondisi kecepatan yaitu 250, 500, 1000 rpm. model turbulensi yang digunakan adalah k-ε standart. Tahapan simulasi meliputi pembuatan geometri, meshing, penetapan boundary conditions, dan analisis hasil berupa grafik, pressure contour, velocity contour dan velocity streamlines.

    Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi jumlah blade propeller berpengaruh signifikan terhadap distribusi tekanan, pola aliran, thrust, dan torque. Propeller 4 blade menghasilkan distribusi tekanan yang lebih merata dengan gradien stabil sehingga aliran lebih terkendali, terutama pada kecepatan tinggi. Propeller 5 blade menunjukkan performa optimal pada 500 rpm dengan thrust dan torque tertinggi, namun pada 1000 rpm mengalami penurunan akibat aliran turbulen dan potensi kavitasi. Sementara itu, propeller 3 blade menunjukkan peningkatan torsi secara linier terhadap rpm, dengan aliran lebih stabil pada putaran tinggi. Temuan ini mengindikasikan bahwa jumlah blade berperan penting dalam menentukan kestabilan aliran, efisiensi propulsi, dan rentang kecepatan optimal operasi propeller.

    Propellers are an important part of a propulsion system because they affect hydrodynamic efficiency, maneuverability, and energy consumption on ships. One way to improve this is through research and innovation in propeller design that suits the ship's operating characteristics. This study aims to analyze the effect of blade number on thrust and torque values in ship propellers.

    The simulation was conducted using the computational fluid dynamics (CFD) method with ANSYS Fluent software. The number of blades was varied to 3, 4, and 5 blades at three speed conditions, namely 250, 500, and 1000 rpm. The turbulence model used was standard k-ε. The simulation stages included geometry creation, meshing, boundary condition setting, and analysis of results in the form of graphs, pressure contours, velocity contours, and velocity streamlines.

    The results showed that variations in the number of propeller blades had a significant effect on pressure distribution, flow patterns, thrust, and torque. The 4-blade propeller produces a more even pressure distribution with a stable gradient. This results in more controlled flow, especially at high speeds. The 5-blade propeller shows optimal performance at 500 rpm with the highest thrust and torque, but at 1000 rpm there is a decrease due to turbulent flow and potential cavitation. Meanwhile, the 3-blade propeller shows a linear increase in torque with rpm, with more stable flow at high speeds. These findings indicate that the number of blades plays an important role in determining flow stability, propulsion efficiency, and the optimal operating speed range of the propeller.