Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Inovtek Polbeng: Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis (Bengkalis State Polytechnic Technology Innovation Journa.
2580-2798 .
2588-6225 .
journal homepage: https://jurnal.
id/index.
php/IP/index ANALISA PENGARUH VARIASI SUDUT CHINE PADA LAMBUNG KAPAL
PATROLI DENGAN MENGGUNAKAN METODE CFD
Abdul Rohman1.
Anggra Fiveriati1.
I Gusti Ngurah Agung Satria Prasetya Eka Darma1.
Khairul Muzaka1.
Frandy Dharma Putra1 Program Studi Teknik Manufaktur Kapal.
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Banyuwangi Corresponding Author: rahmanabd@poliwangi.
Article Info Abstract Keywords:
Chine angle, patrol boat.
CFD, resistance.
WSA.
Article history:
Received: 10/09/2025 Last revised: 16/10/2025 Accepted: 20/10/2025 Available online: 5/11/2025 Published: 28/11/2025 DOI: 10.
35314/9cqndd78 Abstrak Kapal patroli memiliki peran yang sangat penting dalam menjaga keamanan maritim, menegakkan hukum, dan mengawasi perairan nasional.
Untuk mendukung hal tersebut, diperlukan kapal patroli dengan performa kecepatan tinggi dan efisiensi hidrodinamika yang optimal.
Salah satu cara untuk meningkatkan performa kapal adalah dengan memodifikasi bentuk lambung, khususnya melalui penambahan variasi chine.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi bentuk chine terhadap hambatan total kapal Terdapat lima variasi desain yang dianalisis: desain asli, single chine 10A, double chine 0A, dan double chine 10A, masing-masing diuji pada kecepatan 2 knot, 10 knot, dan 20 knot.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa bentuk double chine dengan sudut 10A memberikan performa terbaik secara keseluruhan.
Pada kecepatan 10 knot, variasi double chine 10A menghasilkan hambatan total terendah yaitu sebesar 4145, 86 N dan menunjukkan efisiensi yang baik meskipun wetted surface area (WSA) meningkat menjadi 15,913162 mA.
Sementara pada kecepatan 2 knot, variasi ini menunjukkan hasil yang mendekati optimal dengan hambatan sebesar 1371,34 N.
Pada kecepatan 20 knot, variasi ini menunjukkan hambatan sebesar 5795,54 N dengan WSA 11,378655 mA.
Hasil ini membuktikan bahwa kombinasi jumlah dan sudut chine memiliki pengaruh nyata terhadap performa hidrodinamika kapal patroli, dan desain double chine 10A merupakan pilihan paling efisien dalam mengurangi hambatan tanpa meningkatkan WSA secara signifikan.
Abstract Patrol boats play a vital role in maintaining maritime security, enforcing laws, and monitoring national waters.
support these missions, patrol boats require high-speed performance and optimal hydrodynamic efficiency.
One method to enhance vessel performance is by modifying the hull form, specifically through the addition of chine This study aims to analyze the effect of chine shape variations on the total resistance of the boat.
Five design variations were analyzed: the original design, single chine 10A, double chine 0A, and double chine 10A, each tested at speeds of 2 knots, 10 knots, and 20 knots.
The simulation results show that the double chine shape with a 10A angle delivers the best overall performance.
At a speed of 10 knots, the double chine 10A variation yielded the lowest total resistance of 4145.
86 N and demonstrated good efficiency, even though the wetted surface area (WSA) increased 913162 mA.
At 2 knots, this variation also showed near-optimal results with a resistance of 1371.
34 N.
At 20 knots, it exhibited a resistance of 5795.
54 N with a WSA of 11.
378655 mA.
These results prove that the combination of the number and angle of the chine has a significant impact on the hydrodynamic performance of patrol boats, and the double chine 10A design is the most efficient choice for reducing resistance without a significant increase in WSA.
PENDAHULUAN
Kapal patroli memainkan peran yang sangat penting dalam menjaga keamanan perairan, menegakkan hukum, dan mengawasi perairan nasional.
Sebagai negara kepulauan terbesar di dunia.
Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Indonesia memiliki lebih dari 17.
000 pulau yang tersebar di wilayah laut seluas 6,4 juta kilometer persegi.
Faktor penting dalam industri perkapalan yang mempengaruhi efisiensi operasional kapal adalah hambatan yang dihasilkan oleh pergerakan kapal di air.
Hambatan ini, yang dikenal sebagai hambatan gesekan atau drag, dapat berpengaruh besar terhadap konsumsi bahan bakar dan kecepatan kapal.
Untuk merancang kapal yang lebih efisien, salah satu aspek yang perlu diperhatikan adalah desain bentuk lambung kapal, yang mencakup bentuk dan sudut Chine .
agian bawah kapal yang menghubungkan sisi lambung dengan dasar kapa.
Varian bentuk Chine yang berbeda akan mempengaruhi distribusi aliran air di sekitar lambung kapal, sehingga berpotensi mengubah karakteristik hambatan yang dialami oleh kapal saat berlayar.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dampak variasi bentuk Chine terhadap hambatan kapal, dengan menggunakan simulasi berbasis metode Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas mengenai hubungan antara desain Chine dan hambatan kapal.
Metode CFD, yang merupakan perangkat lunak analisis elemen, memungkinkan untuk mensimulasikan aliran fluida dengan presisi tinggi, serta memperhitungkan interaksi kompleks antara kapal dan air.
Dengan menggunakan CFD, berbagai variasi bentuk Chine dapat diuji untuk melihat bagaimana masing-masing desain memengaruhi hambatan kapal dalam kondisi operasi yang berbeda.
Dalam penelitian ini, diharapkan dapat ditemukan desain Chine yang optimal dan efisien, yang tidak hanya dapat mengurangi hambatan, tetapi juga meningkatkan efisiensi operasional kapal secara keseluruhan.
Variasi hard chine pada kapal patroli namun terbatas pada sudut 0A dan 15A.
Single chine tanpa eksplorasi double chine.
Bentuk chine tanpa variasi sudut detail.
Oleh karena itu, penelitian ini mengisi celah dengan menganalisis pengaruh variasi sudut chine 0A dan 10A pada konfigurasi single dan double chine terhadap hambatan kapal patroli menggunakan metode CFD.
METODE
1 Pengumpulan Data Pengumpulan data ukuran utama lambung kapal patroli didapatkan oleh penyusun pada di salah satu perusahaan galangan reparasi kapal di PT.
4S Marine Jawa Timur.
Gambar 1.
Rencana Garis Tabel 1.
Data Utama Lambung Kapal Patroli Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Panjang keseluruhan (LOA Lebar (B) Tinggi (H) 1,3 m Sarat air (T) 0,6 m Kecepatan Dinas (V.
20 Knot Mesin Induk x 250 HP 2 Sudut Chine Pemodelan lambung dikembangkan menggunakan perangkat lunak Maxsurf Modeller, dengan rencana garis ditunjukkan pada Gambar 2,3,4 Variasi chine dibuat menggunakan perangkat lunak Rhinoceros 3D berdasarkan data yang diperoleh dari galangan kapal.
Variasi chine yang diimplementasikan dalam penelitian ini meliputi: Desain asli .
anpa chin.
Single chine dengan sudut 10A.
Double chine dengan sudut 0A.
Double chine dengan sudut 10A.
Semua variasi diuji pada tiga kecepatan berbeda: 2 knot, 10 knot, dan 20 knot untuk menganalisis karakteristik hambatannya.
Variasi bentuk chine dapat dilihat pada Gambar bawah ini.
Gambar 2.
Single Chine 10 Gambar 3.
Double Chine 0 Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Gambar 4.
Double Chine 10 3 Validasi Desain Hull Validasi model dilakukan untuk membandingkan nilai yang terdapat pada software Maxsurf dengan data perhitungan manual dari volume displacement kapal.
Disini validasi model digunakan untuk menjamin keakuratan dan ketepatan permodelan dari lambung kapal , batas koreksi maksimal perbandingan hidrostatis kapal senilai A 5%.
Nilai ini diambil berdasarkan pada penelitian terdahulu yang menganggap bahwa nilai demikian masih dalam toleransi yang baik.
Tahap validasi merupakan cara untuk mencari selisih antara displacement pada Maxsurf dan perhitungan manual.
Dikarenakan pada data utama kapal tidak terdapat displacement maka dilakukan perhitungan manual dengan menggunakan rumus berikut.
i = yaycyco ycu yaA ycu ycN ycu yayca ycu yuU Dimana :
Lwl yuU : Displacement (To.
: Koefisien Blok : Panjang Garis Air Kapal .
: Densitas air .
g/m3 ) : Lebar Kapal .
: Sarat Air kapal .
Sebelum menghitung displacement kapal, diperlukan data koefisien blok (C.
terlebih dahulu.
Namun, karena pada pengambilan data lines plan dari perusahaan tidak terdapat data koefisien blok (C.
, maka dilakukan perhitungan manual untuk mengetahui nilai dari koefisien blok (C.
Perhitungan ini dilakukan berdasarkan metode yang dikembangkan oleh The Watson and Gilfillan C,/F, relationship sebagaimana dijelaskan dalam buku Practical Ship Design.
Berikut ini merupakan proses perhitungan dari koefisien blok (C.
Cb = 0.
70 1/8 tan-1 ( 23-100 Fn Dimana :
: Froude Number ) radians .
Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
4 Hambatan Hambatan kapal merupakan gaya hambat dari air yang dilalui oleh kapal saat kapal tersebut tercelup dalam air dan beroperasi dengan kecepatan tertentu.
Dalam merencanakan kapal, faktor umum yang memegang peranan penting adalah hambatan yang akan dialami oleh kapal pada waktu bergerak.
Hambatan total pada kapal secara umum dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
R T = .
cT .
WSA.
Vs 2 Dimana:
: Hambatan total kapal rancangan.
: Koefisient hambatan total.
: Berat jenis air laut .
g/m.
WSA : Wetted Surface Area .
: Kecepatan kapal rancangan.
5 Skema Eksperimen Numerik Penelitian mengikuti skema eksperimen numerik komprehensif seperti yang ditabelkan di bawah ini:
Tabel 2.
Skema Eksperimen Numerik Variabel Spesifikasi Variasi Desain Original.
Single 10A.
Double 0A.
Double 10A Kecepatan Uji 2 knot, 10 knot, 20 knot Parameter Terukur Hambatan Total (RT).
Luas Permukaan Basah (WSA) Metode Analisis Simulasi CFD menggunakan NUMECA Fine/Marine Metode Validasi Perbandingan displacement dan Cb dengan Maxsurf Hasil simulasi untuk setiap variasi dianalisis untuk menentukan konfigurasi chine optimal yang memberikan hambatan total terendah sambil mempertahankan nilai luas permukaan basah yang dapat HASIL DAN PEMBAHASAN Pada hasil penelitian yang diperoleh melalui simulasi numerik menggunakan perangkat lunak NUMECA Fine/Marine.
Hasil berupa nilai hambatan total dari empat variasi desain chine dianalisis pada tiga kondisi kecepatan berbeda, yaitu kecepatan 2 knot, kecepatan 10 knot, dan kecepatan 20 Pembahasan ini mencakup interpretasi data, perbandingan antar model, serta hubungan hasil penelitian dengan teori dan studi sebelumnya.
Selain itu, juga dijelaskan pengaruh perubahan desain sudut chine terhadap aliran fluida dan efisiensi hambatan berdasarkan analisis ilmiah dan rumus Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
1 Desain Lambung dan Sudut Chine Pemodelan lambung dan chine ini menggunakan Software Maxsurf Modeller.
Hasil dari pemodelan lambung kapal dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 5.
Model Lambung dan Data Hidrostatis Permodelan chine yang digunakan pada lambung kapal patroli dibuat dengan software rhinocheros sesuai dengan data yang telah didapatkan oleh perusahaan Galangan.
Gambar permodelan chine dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6.
Pemodelan 3D Lambung Kapal Patroli 2 Validasi Model Lambung Sebelum menghitung displacement kapal, diperlukan data koefisien blok (C.
terlebih dahulu.
Namun, karena pada pengambilan data lines plan dari perusahaan tidak terdapat data koefisien blok (C.
, maka dilakukan perhitungan manual untuk mengetahui nilai dari koefisien blok (C.
Perhitngan ini dilakukan berdasarkan metode yang dikembangkan oleh David G.
Watson yaitu The Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Watson and Gilfillan C,/F, relationship sebagaimana dijelaskan dalam buku Practical Ship Design.
Langkah awal yaitu mencari froude number terlebih dahulu yakni :
Fn = .
Vs / (Oog.
Vs / (Oog.
10,288 / (Oo9,81 x 11,.
0,972 0,972 Maka nilai Cb dapat dihitung dengan persamaan .
23-100 Fn ) radians 0,972 = 0.
70 1/81/8tan-1 ( ) radians = 0.
70 1/8 tan-1 ( = 0,5104 Selanjutnya, nilai displacement dapat dihitung dengan persamaan .
= Lwl y B y T y Cb y A = 11,42 x 3 x 0,6 x 0,5104 x 1,025 = 10,7537 Ton Untuk memastikan model kapal sama dengan gambar lines plan yang sebenarnya, maka dilakukan validasi model kapal dengan cara membandingkan data displacement dan Cb pada Software maxsurf dengan data perhitungan manual seperti ditunjukan pada Tabel 3.
Nilai-nilai memiliki perbedaan hasil ukuran kapal utama dengan toleransi A 5%.
dengan demikian hasil pemodelan line plan dedifinisikan valid.
Tabel 3.
Validasi Pada Model Kapal
Validasi
Data Kapal
Model Maxsurf
Selisih
Toleransi
Status
Diplacement 10,753 Ton
10,39 Ton
3,38217434 %
A 5%.
Memenuhi 0,5104 0,528 -3,4518136 % A 5%.
Memenuhi Sudut Chine berpengaruh signifikan terhadap pengurangan hambatan pada kapal cepat.
Dampak dari perubahan variabel, yaitu bentuk dan sudut chine, terbukti menghasilkan perubahan aliran fluida disekitar lambung.
Semakin baik aliran diarahkan .
inim separas.
Maka semakin rendah gaya hambat yang terjadi.
Oleh karena itu, desain double chine dengan sudut 10A menjadi pilihan paling efisien dalam konteks hidrodinamika.
3 Hambatan Lambung Kapal Setelah dilakukan proses analisa hambatan total lambung kapal dengan penambahan variasi sudut chine menggunakan metode CFD hasil simulasi pada kecepatan 2 knot, kecepatan 10 knot, dan kecepatam 20 knot didapatkan hasil sebagai berikut :
Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Pada Kecepatan 2 Knot Gambar 7.
WSA Desain Awal Gambar 8.
WSA Single 100 Gambar 9.
WSA Double 00 Gambar 10 .
WSA Double 100 Desain asli memiliki hambatan paling rendah yaitu 1349,27 N.
Penambahan chine meningkatkan hambatan, di mana variasi single chine mencapai 1949,89 N, sedangkan konfigurasi double chine menurunkan hambatan menjadi 1936,09 N pada sudut 0A dan 1912,14 N pada sudut 10A.
Hal ini menunjukkan bahwa meskipun chine menambah hambatan, double chine dengan sudut 10A lebih efisien dibanding single chine.
Nilai luas permukaan basah (WSA/Wetted Surface Are.
juga memengaruhi besarnya hambatan.
Desain asli memiliki WSA terkecil yaitu 10,57 mA, sementara single chine memiliki WSA terbesar 11,4 mA.
Pada double chine.
WSA berada di 10,96 mA untuk sudut 0A dan 11,15 mA untuk sudut 10A.
Semakin besar WSA, semakin luas kontak lambung dengan air, sehingga nilai hambatan kapal ikut meningkat.
Pada Kecepatan 10 Knot Gambar 12.
WSA Single 100 Gambar 11.
WSA Desain Awal Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Gambar 13.
WSA Double 00 Gambar 14.
WSA Double 100 Konfigurasi single chine sudut 10A menghasilkan hambatan tertinggi yaitu 4895,69 N, sedangkan hambatan terendah terdapat pada double chine sudut 10A sebesar 4145,86 N.
Desain asli memiliki hambatan 4436,65 N, sementara double chine sudut 0A sedikit lebih rendah dari desain asli.
Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan double chine dengan sudut 10A paling efektif dalam mengurangi hambatan kapal pada kecepatan sedang.
Tabel 4.
Hasil Analisa Nilai Resistance dan WSA Variasi Desain Total Resistance (N) WSA .
A) Original 4436,65 12,10 Single 10A
4895,69
13,19
Double 0A
5983,93
12,04
Double 10A
4145,86
15,91
Nilai WSA (Wetted Surface Are.
tertinggi terdapat pada konfigurasi single chine sebesar 13,19 mA, sedangkan yang terendah ada pada double chine sudut 0A sebesar 12,04 mA.
Desain asli memiliki WSA sebesar 12,1 mA.
Meskipun WSA tidak selalu berbanding lurus dengan hambatan, luas permukaan basah yang terlalu besar dapat memperbesar hambatan, sehingga kombinasi antara WSA dan bentuk lambung yang tepat sangat berpengaruh terhadap performa kapal.
Pada Kecepatan 20 Knot Desain chine memberikan pengaruh berbeda terhadap nilai wetted surface area (WSA) dan hambatan total.
Desain asli memiliki WSA 6,203026 mA dengan hambatan 5338,89 N, menunjukkan efisiensi hidrodinamika yang baik.
Variasi Single 10A meningkatkan WSA menjadi 11,378655 mA dan hambatan 5883,93 N, sedangkan Double 0A menghasilkan WSA 12,217400 mA dengan hambatan tertinggi yaitu 5983,93 N.
Peningkatan ini disebabkan oleh bertambahnya luas permukaan basah dan gangguan aliran di sekitar lambung.
Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
Gambar 16.
WSA Single 100 Gambar 15.
WSA Desain Awal Gambar 17.
WSA Double 00 Gambar 18.
WSA Double 100 Variasi Double 10A menunjukkan hasil berbeda, dengan WSA 8,189675 mA dan hambatan 5795,54 N.
Meskipun luas permukaan basah cukup tinggi, konfigurasi ini memberikan kinerja hidrodinamika lebih baik dibandingkan dua chine tanpa sudut, karena aliran air lebih terarah dan turbulensi dapat ditekan.
Hal ini menegaskan bahwa penggunaan sudut pada double chine lebih efektif dalam mengurangi hambatan dibandingkan variasi lainnya pada kecepatan tinggi.
Aliran dengan bentuk double chine 10A mampu mengarahkan aliran air lebih efektif, mengurangi separasi di daerah buritan.
Aliran Turbulensi sudut chine mengurangi turbulensi dengan mempertahankan attached flow.
Distribusi tekanan lebih merata pada double chine 10A mengurangi komponen tekanan hambatan.
Desain double chine 10A cocok untuk kapal patroli ukuran menengah dengan kecepatan operasi 10-20 knot.
Namun, implementasinya memerlukan pertimbangan kompleksitas konstruksi dan ketersediaan material.
KESIMPULAN
Dari Analisa pengaruh hambatan kapal dengan variasi sudut chine pada lambung kapal patroli dengan menggunakan CFD adalah sebagai berikut :
Penambahan chine pada lambung kapal berpengaruh signifikan terhadap nilai hambatan total pada berbagai kecepatan.
Berdasarkan hasil simulasi CFD, variasi double chine dengan sudut 10A memberikan performa hidrodinamika paling optimal dibandingkan desain tanpa chine maupun single Bentuk ini mampu memperbaiki pola aliran dengan mengurangi turbulensi dan tekanan berlebih, sehingga distribusi aliran menjadi lebih halus dan efisiensi hidrodinamika meningkat.
Dari pengujian beberapa variasi kecepatan 2 knot, kecepatan 10 knot, dan kecepatan 20 knot, variasi double chine 10A secara konsisten menunjukkan hambatan terendah.
Pada kecepatan 10 knot, konfigurasi ini menghasilkan hambatan 4313,86 N dengan WSA 15,913162 mA, sedangkan pada 20 knot hambatan naik menjadi 5795,54 N namun tetap lebih baik dibanding variasi lainnya.
Dengan Jurnal Inovasi Teknologi Politeknik Negeri Bengkalis.
VOL.
NO.
NOVEMBER 2025
mempertahankan keseimbangan antara hambatan dan luas permukaan basah, double chine sudut 10A dapat dinilai sebagai desain paling efisien untuk lambung kapal patroli berdasarkan analisis CFD.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada seluruh tim dari Jurusan Teknik Mesin Program di Studi Teknik D4 Manufaktur Kapal.
Politeknik Negeri Banyuwangi, dan tim, atas kerjasama dan dukungan yang luar biasa dalam penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA