Menghitung Ship Motions Accelerations

Read Time:2 Minute, 45 Second

“Ship motions” mengacu pada gerakan-gerakan yang dialami oleh kapal di laut. Ini mencakup berbagai jenis gerakan, seperti roll (bergerak ke samping), pitch (bergerak naik-turun), yaw (berputar di sekitar sumbu vertikal), heave (bergerak naik-turun secara vertikal), sway (bergerak ke samping secara horizontal), dan surge (bergerak maju-mundur secara horizontal). Gerakan-gerakan ini dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti gelombang laut, angin, arus laut, dan aktivitas kapal sendiri.

“Sway”, “surge”, dan “heave” adalah gerakan translasi, sedangkan “roll”, “pitch”, dan “yaw” adalah gerakan rotasi. Gerakan-gerakan ini dapat mempengaruhi kenyamanan dan kestabilan kapal, serta memengaruhi kinerja operasionalnya. “Sway” merujuk pada gerakan kapal dari sisi ke sisi (horizontal), “surge” adalah gerakan maju-mundur (horizontal), dan “heave” adalah gerakan naik-turun (vertikal).

general arrangement cargo di semi-submersible vessel

“Accelerations” (akselerasi) adalah perubahan kecepatan suatu objek terhadap waktu. Dalam konteks kapal, akselerasi dapat merujuk pada perubahan kecepatan translasi atau rotasi kapal seiring waktu. Akselerasi kapal dapat diukur dalam tiga sumbu ruang, yaitu sumbu longitudinal (maju-mundur), sumbu lateral (sisi-sisi), dan sumbu vertikal (naik-turun). Akselerasi kapal yang tinggi dapat mempengaruhi kenyamanan awak kapal dan keefektifan operasional, serta dapat memengaruhi muatan dan peralatan di dalam kapal. Akselerasi juga merupakan faktor penting dalam perencanaan dan desain kapal untuk memastikan kestabilan dan keamanan dalam berbagai kondisi laut.

Untuk menghitung Ship Motions & Acceleration seperti contoh diatas bisa dilakukan secara manual untuk mendapatkan perkiraan atau estimasi hitungan awal sebagai preliminary data dalam mensimulasikan jika diminta apakah:

Maximum Longitudinal Acceleration 0.143g
Maximum Transversal Acceleration 0.506g
Maximum Vertical Acceleration 0.332g

Maka solusinya adalah merujuk ke DNV, Volume 1, Pt. 3, Ch. 1, Sec. 4, misalnya dengan data ship’s particular dengan perincian sebagai berikut:

L = 199.33 meter adalah Length Overall Semi-submersible Vessel
V = 8.5 knot adalah encana kecepatan maksimum saat berlayar membawa cargo
D = 8.5 meter adalah tinggi kapal dari bawah hingga ke deck)
T = 5 meter adalah draft kapal
C_B = 0.738 adalah nilai dari koefesien kapal Breakbulk Vessel
k = 1.2 nilai k untuk kapal tanpa sirip bawah atau bilge keel
g₀ = 9.81 m/det2 adalah Gaya Gravitasi
B = 42 meter adalah lebar kapal (breadth)
l = 192.5 meter adalah panjang kapal perpendicular (LPP)
kr = 0.39 * B (lihat B400 rujukan diatas)
GM = 0.07 * B (lihat B400 rujukan diatas)
h = 8.4 meter adalah jarak estimasi pusat massa (gabungan) ke poros putar gaya (the axis of ratoation)

Solusi:

Longitudinal Ship Motion Acceleration:

$\boxed{a_r = \phi \left ( \frac{2\pi }{T_R} \right )^{2}R_R}$

Transversal Ship Motion Acceleration:

$\boxed{a_p = 120 \cdot \theta \frac{R_p}{L}}$

Vertical Ship Motion Acceleration:

$\boxed{a_v = max \left\{\begin{matrix} \sqrt{a_{rz}^{2}+a_z^{2}}\\ \\ \sqrt{a_{pz}^{2}+a_z^{2}} \end{matrix}\right.}$

Hasil Perhitungan:

a_x (long.) = 0.05 g → OK karena < 0.143g
a_y (tran.) = 0.42 g → OK karena < 0.506g
a_z (vert.) = 0.22 g → OK karena < 0.332g

Perhitungan dengan Python Code:

About Post Author

Muh. Burhanuddin

Industrial Engineer, Specialist in Heavy Cargo Transportation and Heavy Lifting Works. Hobby in computer programming, reading and writing. No occupation except waiting for a prayer time. Ready for working as a surveyor, transport planer, or as lifting engineer.

muh.burhanuddin@live.com

https://www.alvinburhani.net