tugas Akhir

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

JURUSAN TEKIK KELAUTAN

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111

Telp. (031) 5928105, 5994251-55 Ext. 1105

Fax. : (031) 5928105

E-mail: kajur_tkelautan@oe.its.ac.id

 

 

PROPOSAL TUGAS AKHIR

(MO)

 

I. RINGKASAN

1. PENGUSUL

a.       Nama Mahasiswa                                      :  Rizqi Haryono Al Muzakki

b.      NRP                                                          :  4306100097

c.       Batas Waktu Studi                                                :  4  Semester

d.      Jumlah SKS yang telah lulus                    :  142  SKS

e.       IPK rata-rata                                             :  2.93

 

2. CALON DOSEN PEMBIMBING

b.      Nama                           : Haryo Dwito Armono, ST, M.Eng, Ph.D

NIP                             : 196808101995121001

Tanda tangan              :

 

 

c.       Nama                           : Sujantoko, ST, MT

NIP                             : 197004011998031005

Tanda tangan              :

 

3. MATERI PENELITIAN

a. Judul Penelitian

Studi Eksperimen Transmisi Gelombang pada Pemecah Gelombang Terapung Tipe Pile

b. Ikhtisar Penelitian

Permasalahan yang sering muncul pada daerah pantai adalah abrasi pantai yang terutama disebabkan oleh akivitas gelombang laut. Untuk dapat menanggulangi kerusakan pantai akibat gempuran gelombang maka diperlukan konstruksi untuk menahan besarnya energi gelombang. Salah satu struktur pantai yang dapat mereduksi energi gelombang adalah floating breakwater. Dalam penelitian ini akan dianalisa tentang besar nilai transmisi gelombang oleh  floating breakwater dengan system tambat pile dengan berbagai konfigurasi. Dari hasil penelitian ini dapat diketahui berapa besar gelombang yang dapat teredam. Selain itu juga akan diketahui hubungan antara koefisien transmisi dengan beberapa parameter lain.

c.  Tempat Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan & Energi Lautan

II. PENDAHULUAN

2.1. Latar Belakang Masalah

Wilayah pantai merupakan daerah yang intensif dimanfaatkan untuk kegiatan manusia, seperti kawasan pusat pemerintahan, pemukiman, industri, pelabuhan, pertambakan, pertanian/perikanan, pariwisata dan sebagainya. Pantai juga merupakan bagian dari lingkungan kawasan pesisir yang dinamis dan selalu berubah. Proses perubahan yang terjadi di pantai merupakan akibat kombinasi berbagai gaya yang bekerja di pantai meliputi angin, gelombang (Triatmodjo,1999).

Permasalahan yang sering muncul pada daerah pantai adalah abrasi pantai yang terutama disebabkan oleh akivitas gelombang laut. Salah satu metode menanggulangi abrasi pantai adalah penggunaan struktur penahan gelombang pada area tertentu. Gempuran gelombang yang besar dapat diredam dengan cara mengurangi energi gelombang datang, sehingga gelombang yang menuju pantai energinya menjadi kecil. Pada permasalahan tersebut diatas, diperlukan konsturksi pemecah gelombang yang berfungsi untuk memecahkan, merefleksikan dan mentransmisikan energi  gelombang

Untuk dapat menanggulangi kerusakan pantai akibat gempuran gelombang di pantai maka diperlukan konstruksi untuk menahan besarnya energi gelombang yang tiba di pantai. Struktur penahan energi gelombang ini dapat terbuat dari struktur yang masif/kaku dan bisa juga dengan yang fleksibel (tanaman hidup, struktur apung, dan lainnya). Salah satu struktur pantai yang dapat mereduksi energi gelombang adalah breakwater.

Breakwater merupakan bangunan penahan gelombang yang sangat efektif untuk digunakan sebagai pelindung pantai terhadap abrasi dengan menghancurkan energi gelombang sebelum mencapai pantai. Sebuah bangunan penahan gelombang harus didesain sesuai dengan kondisi lingkungan daerah yang akan dibangun. Bangunan penahan gelombang juga digunakan untuk melindungi daerah-daerah pariwisata.

Struktur breakwater yang biasanya digunakan adalah tipe rubblemound, tetapi terdapat hambatan pada penyediaan batu alam sebagai badan struktur itu sendiri. Selain itu jika  dipakai di kedalaman lebih dari sepuluh meter maka akan membutuhkan biaya yang besar. Dengan menggunakan alternatif berupa struktur floating breakwater hambatan tersebut dapat ditanggulangi. Bentuk dari floating breakwater sendiri bermacam-macam, kebanyakan tipe floating breakwater yang digunakan adalah tipe prisma, katamaran,dan scrap tire assembly.

Kelebihan floating breakwater dibanding dengan fixed breakwater (L,Eva 2005) :

  1. mobilitas tinggi
  2. mudah dalam memperpanjang umur operasi
  3. mampu menjangkau lokasi sesungguhnya

Sedangkan kekurangan dari penggunaan floating structure adalah konstruksinya yang menjulang diatas permukaan air, sehingga menjadi kurang efektif apabila kondisi badai terjadi dimana floating breakwater itu dipasang. Dan Perlu perawatan periodik yang biayanya cukup mahal, apabila konstruksinya terbuat dari baja (Rochani, 2007).

Penelitian ini akan menganalisa tentang besar nilai transmisi gelombang pada  floating breakwater. Dari hasil tersebut nantinya penelitian ini dapat diketahui berapa besar gelombang yang dapat teredam. Untuk mengetahui efektifitas floating breakwater dalam meredam gelombang, maka harus diketahui besarnya the passed through wave height ratio atau koefisien transmisi (Kt), yakni perbandingan antara tinggi gelombang sesudah melewati floating breakwater dengan tinggi gelombang sebelum mengenai floating breakwater kurang dari 0.5 atau dengan kata lain semakin kecil koefisien transmisi maka efisiensi pecahnya gelombang semakin besar (Tazaki and Ishida, 1975).

2.2. Perumusan Masalah

Perumusan masalah yang ingin dibahas dalam penelitian ini adalah:

1.      Berapa nilai koefisien transmisi gelombang pada struktur floating breakwater tipe pile untuk berbagai konfigurasi

 

2.3. Tujuan

Tujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah :

1.         Menghitung nilai koefisien transmisi ( Kt ) gelombang setelah melewati struktur floating breakwater dengan berbagai konfigurasi

2.4. Manfaat

Penelitian ini diharapkan dapat memperbanyak informasi ilmiah untuk digunakan sebagai panduan teknis tambahan dalam pemilihan bentuk dan susunan floating bereakwater

2.5. Batasan Masalah

Dengan pertimbangan fasilitas yang ada, batasan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1.         Arah sudut datang gelombang tegak lurus terhadap model.

2.         Gelombang yang dibangkitkan adalah gelombang irreguler dengan spektrum gelombang Jonswap.

3.         Dasar perairan rata dan kedap.

4.         Variasi tinggi gelombang dan periode gelombang ditentukan.

5.         Gaya oleh angin diabaikan

6.         Sistem  pile tidak dianalisa.

7.         Stabilitas model tidak diamati

III. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

3.1 Tinjauan Pustaka

Pemecah gelombang terapung merupakan suatu sistem peredaman gelombang dipermukaan air denagn konstruksi terendam dalam air dan sebagian lagi dipermukaan air. Contoh pemecah gelombang terapung yang terbuat dari beton dan karet  dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini.

   
* Pemecah gelombang dari beton *pemecah gelombang dari karet

 

Gambar 3.1. Pemecah gelombang terapung (PIANC,1994)

Berdasarkan konstruksinya peredaman gelombang jenis apung ada yang di pile dan ada pula yang di angker di dasar laut. Pemecah gelombang tipe apung ini memiliki beberapa keuntungan antara lain :

1.      Dapat mereduksi tinggi gelombang (kurang dari 6.5 ft) (Tsinker, 1995).

2.      Lebih murah dibandingkan dengan fixed breakwater untuk laut dalam (kedalaman > 10 ft) (Hales, 1981).

3.      Dapat dengan mudah dipindahkan dan dirakit kembali dengan layouts yang berbeda serta dapat dipindahkan ke lokasi yang berbeda (Hales, 1981).

4.      Kondisi tanah yang buruk memungkinkan digunakannya floating breakwater dari pada fixed breakwater (McCartney, 1985).

5.      Lebih memiliki nilai estetika dibandingkan fixed breakwater (McCartney, 1985)

6.      Meminimalisasi pengaruh akibat sirkulasi air, transpot sediment, dan migrasi ikan (Kelly, 1999).

Sedangkan kerugian jika menggunakan floating breakwater, antara lain sebagai berikut :

1)        Jika dibandingkan dengan breakwater pada umumnya, floating breakwater lebih membutuhkan biaya yang lebih besar dalam perawatannya (Tsinker 1995).

2)        Floating breakwater tidak terlalu efektif dalam mengurangi tinggi gelombang untuk gelombang kecil dibandingkan fixed breakwater, batas atas untuk desain periode gelombang adalah pada kisaran 4-6 detik (sama dengan minimum frekuensi, 1.0 rad/s-1.6 rad/s) (Tsinker, 1995).

3)        Floating breakwater rawan mengalami kegagalan struktur jika ada badai (Tsinker, 1995).

4)        Jika strukturnya gagal dan dalam keadaan masih terikat dengan mooringnya, maka floating breakwater mungkin akan menimbulkan suatu bahaya (Kelly 1999).

Priadi (1988), melakukan penelitian pada pemecah gelombang apung tipe pontoon, guna menetapkan parameter awal sistem peredam energi gelombang melalui pemecah gelombang terapung. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan dari kaca dengan ukuran panjang 18,03 cm serta memakai saluran gelombang yang panjang efektif 6 m. dari penelitian ini diperoleh bahwa  transmisi gelombang dipengaruhi oleh periode gelombang (T), tinggi gelombang datang (H), panjang pontoon (s) dan kedalaman air (d).

Murali dan Mani (1997), secara eksperimental meneliti pemecah gelombang tipe apung dari pontoon trapezium dengan barisan pipa vertical. Pada penelitian pertama tanpa menggunakan pipa vertical didapatkan bahwa nilai koefisien transmisi Kt = 0,5 pada rasio W/L >0,4. Dengan menambah pipa vertical, nilai W/L dapat dikurangi menjadi 0,15. Sketsa model dapat dilihat seperti gambar dibawah ini

 

Gambar 3.2. sketsa model cage floating breakwater (Murali dan Mani 1997)

Tsunehiro et al. (1999) telah mematenkan desain pemecah gelombang terapung mereka seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.3. Alasan dari penggunaan pemecah gelombang terapung yang ditambat dengan pile adalah karena floating breakwater yang menggunakan mooring telah menyebabkan bujursangkar dan sudut gerakan yang pada akhirnya mempengaruhi kerja sistem. Selain itu dengan menggunakan pile memungkinkan untuk mengapung bergerak bebas kearah vertikal mengikuti pasang surut.

 

Gambar 3.3. Pandangan perspektif  floating breakwater (Tsunehiro et al, 1999)

 

Hasil percobaan menunjukkan bahwa floating breakwater mampu meredam tinggi gelombang dengan periode pendek sampai dengan 60% dengan Kt berkisar antara 0,4-0,6.  Nilai Kr dilaporkan berada di kisaran 0,45-0,55.

3.2 Dasar Teori

3.2.1 Gelombang

Parameter penting untuk menjelaskan gelombang air adalah panjang gelombang, tinggi gelombang, dan kedalaman air. Parameter-parameter yang lain seperti kecepatan dan percepatan dapat ditentukan dari ketiga parameter pokok di atas (Pratikto, Armono, dan Suntoyo, 1996).

dimana :

Panjang gelombang (L) adalah jarak horizontal antara puncak tertinggi dan puncak terendah pada puncak dan lembah gelombang.

Periode Gelombang (T) adalah waktu yang dibutuhkan oleh dua puncak/lembah gelombang yang berurutan melewati titik tertentu.

Kecepatan rambat gelombang (Celerity) (C) merupakan perbandingan antara panjang gelombang dan periode gelombang (L/T). Ketika gelombang air menjalar dengan kecepatan C, partikel air tidak turut bergerak ke arah permabtan gelombang.

Amplitudo (a) adalah jarak antara puncak/titik tertinggi gelombang atau lembah/tiitk terendah gelombang dengan muka air tenang (H/2) (Pratikto, Armono, dan Suntoyo, 1996).

untuk menghitung panjang gelombang dangkal (L) dari panjang gelombang laut dalam (Lo) dan periode gelombang (T), dapat digunakan pendekatan dengan rumus berikut (Nielsen, 1984) :

(3.1)

(3.2)

dengan :

g          = percepatan gravitasi (m/s2)

h          = kedalaman air (m)

Suatu gelombang digolongkan berdasarkan ketinggian dan panjangnya, parameter tersebut menunjukkan bagaimana suatu gelombang ketika mendekati pantai (Nieuwenhuis,2009).

Parameter gelombang pecah dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut:

(3.3)

dimana:

ξ          = parameter gelombang pecah (surf similarity parameter)

= kemiringan gelombang (s)

Lo = gTp2/2π; panjang gelombang di laut dalam (m)

H         = tinggi gelombang (m)

Ambang gelombang pecah:  ξ = 2.5-3.0

ξ >3.0 dominan terjadinya refleksi gelombang

ξ <2.5 terjadinya gelombang pecah

3.2.2 Gelombang Acak

Di laut tinggi dan periode gelombang sangat tidak menentu (acak). Ketika angin bertiup dan gelombang timbul sebagai respon, laut cenderung tak beraturan: berbagai tinggi dan periode yang diamati. Berbeda dengan dilaboraturium dimana gelombang yang teratur dapat dihasilkan. Jika kita meletakkan alat untuk mengukur elevasi gelombang (η), sebagai fungsi waktu di laut, maka rekaman yang dihasilkan seperti pada gambar 2.6. Gambaran kondisi laut tersebut dapat dilihat sebagai suatu superposisi dari banyak gelombang sinusoidal yang merambat ke arah yang berlainan. Sebagai contoh berdasarkan pada gambar 2.7 (dua gelombang sinus dan penjumlahannya) merupakan superposisi dari gelombang sinusoidal yang mengijinkan penggunaan analisa Fourier dan teknik spekrum dalam menggambarkan kondisi laut. Akan tetapi, karena tingkat ketidakteraturan (random) di laut sangat tinggi, maka metode statistik harus digunakan dalm perhitungan (Dean dan Dalrymple, 1984).

Karakteristik gelombang, tinggi, periode, dll dapat diketahui dengan cara statistik atau probabilistik, yang menunjukkan kondisi gelombang. Dengan mengadakan survey dilapangan, sehingga dapat menghasilkan beberapa parameter sederhana. Dimana tinggi gelombang signifikan, Hs. Hs (H1/3) adalah rata-rata dari yang terbesar 1/3 (33%) dari gelombang direkam selama periode sampling. Mengukur secara statistik ini dirancang agar sesuai dengan perkiraan gelombang tinggi yang dibuat oleh pengamat berpengalaman.

 

Gambar 3.3. Rekaman bentuk gelombang Irreguler (Dean dan Dalrymple, 1984).

Gelombang irreguler tidak dapat didefinisikan menurut pola atau bentuknya, tetapi menurut energi total dari semua gelombang yang membentuknya (Bhattacharyya,1972).

ET = ΣEi (3.4)

atau dalam bentuk lain :

ET = 1/2 ρ g Σξa i (3.5)

dengan :

ET = energi total (Joule/m)

Ei = energi masing-masing gelombang sinusoidal (Joule/m)

ρ          = densitas air laut (kg/m3)

g          = percepatan grafitasi (m/dt2)

ξa i = amplitudo gelombang (m)

Jika dalam perancangan diketahui tinggi gelombang signifikan (Hs) dan periode puncak (Tp), maka untuk membuat plot spektrum gelombangnya dapat digunakan persamaan sebagai berikut (Goda, 1985) :

(3.6)

dengan :
f = frekuensi gelombang (Hz)

H1/3 = tinggi gelombang signifikan (m)

Ts = periode gelombang sinifikan (Tp = 1.05Ts detik )

 

Gambar 3.4.  Gelombang acak merupakan superposisi gelombang reguler dalam jumlah  (Pierson, et al, 1953)

3.2.3 Spektra gelombang

Sifat gelombang di laut adalah tidak beraturan baik arah maupun besarnya terutama saat terhempas angin. Kerena sifat inilah besarnya energi gelombang acak sulit untuk di ukur. Gelombang acak merupakan gabungan dari gelombang-gelombang sinusoidal dengan panjang dan periode gelombang yang bervariasi.

Jika didefinisikan luasan yang dibatasi oleh suatu batasan frekwensi tertentu adalah proporsional dengan energi total (permeter persegi) dari semua komponen gelombang dari batasan frekwensi tersebut, maka luasan total yang dibatasi oleh spektra adalah proporsional dengan energi total per meter persegi dari keseluruhan sistim gelombang. Pada gelombang acak tentunya tidak dapat dikenali suatu patron yang spesifik. Denagn demikian maka parameter gelombang akan lebih tepat bila didefisinikan denagn memakai besaran-besaran statistik, yaitu seperti :

H 1/3 = harga rata-rata dari 1/3 jumlah keseluruhan tinggi gelombang tertinggi atau tinggi gelombang signifikan

T1/3 =  harga rata-rata dari 1/3 jumlah keseluruhan periode  gelombang yang  tertinggi atau periode  signifikan

Spektra parameter tunggal yang sering digunakan adalah model Pierson-Moskowitz (P-M, 1964), yang berdasarkan pada parameter kecepatan angin. Selain itu terdapat beberapa spektra parameter ganda yang biasa digunakan seperti bretschneider (1969), international Ship Stucture Congress (1964), International Towing Tank Conference (1966, 1969, 1972) serta spektra gelombang Joint North Sea Wave Project atau lebih dikenal dengan istilah JONSWAP. Spektra ini diturunkan untuk kondisi perairan laut utara dan akan lebih sesuai apabila diterapkan untuk perairan tertutup atau di daerah kepulauan (Hasselmen, 1973). Pada penelitian ini akan menggunakan spektra JONSWAP.

Spektra JONSWAP dikemukakan Hasselman (1973) berdasarkan data yang diambil di perairan bagian barat Denmark untuk membuat model spektrum gelombang, dimana model tersebut dapat dituliskan sebagai berikut :

(3.7)

(3.8)

 

dimana :

ƒ          = frekuensi (Hz)

ƒp = frekuensi puncak (Hz)

α          = konstanta Philip (equilibrium-range parameter)

γ          = peak edness parameter (γ = 3.3 biasa digunakan)

β          = 0.07 untuk ƒ < ƒp atau   β   = 0.09 untuk   ƒ > ƒp

 

 

 

3.2.4 Transmisi gelombang

Ketika suatu gelombang mengenai struktur maka gelombang akan  teredam/ditransmisikan, tetapi akan ada sisa-sisa energi gelombang yang terjadi setelah melewati struktur. Transmisi adalah penerusan gelombang melalui suatu bangunan yang perameternya dinyatakan sebagai perbandingan antara tinggi gelombang yang ditransmisikan (Ht) dengan tinggi gelombang datang (Hi) atau akar dari energi gelombang trasnmisi (Et) dan energi gelombang datang (Ei).

(3.9)

dengan :

Hi = tinggi gelombang sebelum mengenai struktur (m)

Ht =  tinggi gelombang setelah melewati struktur (m)

Ei =  energi gelombang sebelum mengenai struktur

Et =  energi gelombang setelah melewati struktur

 

Gambar 3.5. Skema terjadinya transmisi gelombang.

 

Carr J.H dalam Ippen, A.T (1966) merumuskan perhitungan trasnmisi gelombang pada sebuah penghalang terapung bebas yang terendam hampir seluruh kedalam air. Perhitungan koefisien transmisi dihasilkan dengan menggunakan hukum kekekalan energi tanpa memperhitungkan kehilangan energi. Nilai koefisien trasnmisi dinyatakan dalam bentuk formula sebagai berikut :

(3.10)

dimana :

W = berat struktur tiap satuan puncak gelombang (N)

γw = berat spesifik air (m)

L = panjang gelombang (m)

d = kedalaman air (m)

Untuk kasus pemecah gelombang terapung yang dijangkar didasar laut maka struktur dapat mengalami fenomena resonansi (T=Tn) yang terjadi karena perilaku dinamis dari pemecah gelombang terapung, sehingga koefisien transmisi menjadi :

(3.11)

dimana :

Tn = periode alami struktur

3.2.5 Pemodelan fisik

Pemodelan fisik adalah model yang akan diuji harus disesuaikan dengan prototype-nya, sehingga perilaku model akan mirip dengan perilaku prototype-nya. Meskipun dalam aplikasi di laboraturium tidak sama persis dengan kondisi di lapangan namun diusahankan dengan memperhatikan efek penyekalaan dan meminimalisir efek laboratorium. Keserupaan antara protoptype dengan model fisik dapat diperoleh jika semua faktor yang mempengaruhi reaksi, berada pada porsi yang sesuai antara kondisi sebenarnya dengan model. Untuk model pant, tiga kondisi umum dibawah ini harus dipenuhi untuk memperoleh kesamaan model (model similitude) (Hughes, Cohen, dan Acuff, 2008) :

3.2.6 Keserupaan Geometrik

Dalam pelaksanaannya keserupaan geometrik dibatasi untuk hidrodinamika gelombang panjang (long waves) dan unidirectional flows (Hughes, Cohen, dan Acuff, 2008). Keserupaan geometrik dapat dipenuhi apabila rasio semua dimensi linier dari model dan protoptype sama. Hubungan ini hanya menunjukkan keserupaan dalam bentuk tidak dalam hal gerak (motion) (Warnock 1950). Model serupa geometrik disebut juga geometrically undistorted model, karena memiliki skala yang sama baik vertical ataupun horizontal. Skala panjang model dapt dirumuskan sebagai berikut :

(3.12)

dengan:

lm = panjang model (m)

lp = panjang prototipe (m)

bm = lebar model (m)

bp = lebar prototipe (m)

dm = tinggi model (m)

dp = tinggi prototipe (m)

hm = kedalaman air pada model (m)

hp = kedalaman air pada prototipe (m)

3.2.7 Keserupaan Kinematik

Keserupaan kinematik adalah dimana tingkah laku model dibuat sama dengan tingkah laku protoptypnya. Serupa kinematik dipenuhi apabila rasio antara komponen semua gerak vektor dari model dan prototype sama untuk semua partikel dan waktu (Hudson et al, 1979). Keserupaan kinematik akan memastikan bahwa gerak gelombang dan kinematika aliran yang terjadi sudah teraplikasi dengan benar pada model fisiknya. Berdasarkan keserupaan kinematik, nilai-nilai skala antara model dan prototype dapat dirumuskan sebagai berikut:

• Skala Waktu :

(3.13)

 

 

 

• Skala Kecepatan :

(3.14)

• Skala Percepatan :

(3.15)

3.2.8 Keserupaan dinamik

Hukum II Newton menyebutka bahwa penjumlahan gaya eksternal yang bekerja pada suatu elemen sama dengan reaksi massa elemen terhadap gaya tersebut. Hal ini berarti bahwa semua massa dan gaya yang bekerja pada sistem antara model dan prototype harus sama. Serupa dinamik antara dua sistem yang sudah serupa secara geometrik dan kinematik memerlukan rasio dari semua gaya vektor antara dua sistem tersebut yang sama (Warnock, 1950). Dalam penelitian ini, kriteria keserupaan yang harus dipenuhi adalah kriteria serupa dinamik menurut kondisi bilangan Froude. Bilangan Froude dapat diekspresikan dengan rasio antara gaya inersia dengan gaya gravitasi.

• Gaya inersia       :           Fi = ρl2v2

• Gaya berat         :           Fg        = ρl3g

• Gaya gesek        :           Fμ        = μvl

• Gaya tegangan permukaan : Fσ = σl

Rasio gaya gravitasi dan gaya inersia pada model dan prototipe harus sama untuk mendapatkan bilangan Froude :

(3.16)

(3.17)

Sehingga,

 

 

dengan:

Fr  = bilangan Froude

ν   = kecepatan aliran (m/dt)

g   = percepatan gravitasi (m/dt2)

l    = panjang spesifik (m)

Dari rasio perbandingan antara gaya gravitasi dan gaya inersia juga bisa diperoleh skala untuk waktu, dan kecepatan:

§  Skala Kecepatan

 

 

 

(3.18)

 

 

 

 

 

 

§  Skala Waktu

 

 

 

 

 

(3.19)

(kg)

NW a = angka skala berat model

3.2.9 Analisa Dimensi

Penelitian ini menganalisa dimensi sangat dibutuhkan dimana setiap detail bahan dari model harus sama, sehingga ketika model dirangkai tidak terjadi perubahan bentuk atau ukuran. Persamaan dikatakan berdimensi homogen jika dimensi setiap suku dari suatu persamaan adalah identik/sama. Setiap persamaan secara fisik diawali dari penomena analisa keserupaan, seperti persamaan dari suatu sistim satuan (Armono,2005).

IV. METODOLOGI PENELITIAN

4.1      Metode Penelitian

Adapun metodologi penelitian yang akan dilakukan sesuia dengan bagan alir kegiatan adalah sebagai berikut :

Mulai

Studi Literatur :

Pengumpulan referensi floating breakwater, pemodelan fisik, spectrum JONSWAP, dan transmisi gelombang (internet atau sumber lain)

Persiapan Percobaan :

  • Pembuatan model fisik
  • Pengecekan peralatan laboratorium
  • Perakitan model Floaton

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kalibrasi Alat :

  • Kalibrasi Wave Probe

Pelaksanaan penelitian

  • Penyusunan model kedalam wave tank
  • Pengambilan data transmisi gelombang

Analisa data

Penyusunan Laporan

Selesai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Prosedur Penelitian

4.2.1.   Studi Literatur

Penelitian dimulai dengan melakukan studi awal berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya dan ditunjang dengan literatur-literatur yang mendukung, seperti jurnal, proceeding, buku, dan lain lain.

4.2.2        Persiapan Percobaan

4.2.2.1  Perancangan Model

Perancangan model fisik floating breakwater harus sebaik mungkin dilakukan agar benar-benar bisa mewakili karakteristik prototipe floating breakwater yang sebenarnya. Beberapa hal yang harus dilakukan dalam perancangan model fisik floating breakwater sebelum pembuatan model tersebut :

1)   Penyekalaan (skala panjang) antara prototipe dan model fisik dengan berpedoman pada keserupaan geometrik, keserupaan dinamik, dan keserupaan kinematik.

2)   Perhitungan skala berat model fisik dari prototype.

 

 
*Model A *Model B *Model C

Gambar 4.1. Model floating breakwater

Skala Panjang

Model harus memiliki keserupaan geometrik dengan prototipe, maka penyekalaan prototipe harus sebaik mungkin dilakukan agar model benar-benar memiliki rasio semua dimensi linier yang sama. Dimensi linier yang dimaksud adalah panjang, lebar, tinggi, dan kedalaman air.  Dengan rasio perbandingan

 

 

 

 

Sehingga, diperoleh skala panjang 1:10.

Tabel 4.1. Skala model dari prototype

Dimensi Prototype A (cm) Model A (cm)
Panjang 120 12
Lebar 100 10
Tinggi 150 15

 

Dimensi Prototype A (cm) Model B (cm)
Panjang 100 10
Lebar 100 10
Tinggi 100 10

 

Dimensi Prototype C (cm) Model C (cm)
Panjang 120 12
Lebar 100 10
Tinggi 100 100

 

4.2.2.2  Pembuatan model

Pembuatan model dilakukan dengan berdasarkan pertimbangan dari hasil penyekalaan panjang dan berat, baik mulai dari pemilihan bahan maupun bentuk yang akan dibuat untuk model fisik floating breakwater. Pada percobaan ini, model dibuat dari bahan yang sama dengan prototype-nya

4.2.2.3  Desain pengujian model

Desain pengujian sangat perlu dilakukan agar saat pengujian model di laboratorium peneliti telah terlebih dahulu mengetahui gambaran yang harus dilakukan sehingga percobaan dapat dilakukan dengan sebaik mungkin untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Desain pengujian model fisik floating breakwater dapat terlihat pada gambar berikut:

 

Gambar 4.2. Sketsa Penyusunan Model dan Wave Probe Dalam Wave Flume

 

4.2.3        Kalibrasi alat

Alat-alat yang perlu dikalibrasi adalah wave probe. Kalibrasi untuk wave probe harus sangat teliti karena alat inilah yang nantinya mengukur tinggi gelombang yang terjadi. Proses kalibrasi dilakukan pada setiap kali akan melakukan percobaan.

4.2.4        Pengujian model

Model disusun di wave flume sesuai dengan rencana maka pengujian (running) dapat segera dilakukan sesuai desain pengujian yang telah dibuat, yakni dengan memasukkan data tinggi gelombang dan periode gelombang di komputer kendali. Gelombang yang dibangkitkan merupakan gelombang irrreguler. Desain pengujian model fisik floating breakwater dapat terlihat pada gambar berikut:

 

 

Tabel 4.2. Rencana pengujian model Floating breakwater di wave flume

Susunan konfigurasi Kedalaman (cm) Tinggi gelombang (cm) Periode gelombang (detik) Jenis gelombang
4 5 6 1.1 1.3 1.5
  80 P     P     irreguler
P       P   irreguler
P         P irreguler
  P   P     irreguler
  P     P   irreguler
  P       P irreguler
    P P     irreguler
    P   P   irreguler
    P     P irreguler
  80 P     P     irreguler
P       P   irreguler
P         P irreguler
  P   P     irreguler
  P     P   irreguler
  P       P irreguler
    P P     irreguler
    P   P   irreguler
    P     P irreguler
  80 P     P     irreguler
P       P   irreguler
P         P irreguler
  P   P     irreguler
  P     P   irreguler
  P       P irreguler
    P P     irreguler
    P   P   irreguler
    P     P irreguler

 

 

4.2.5        Analisa data

Data hasil rekaman gelombang berupa file *.TMH ditampilkan terlebih dahulu dngan menggunakan program ”REFANA” (Refraction Analysis) untuk menampilkan data ”ETA” (Estimated Time series Analysis). Kemudian data tersebut dianalisa dengan software MATLAB untuk mendapatkan beberapa parameter yang diperlukan. Dari parameter-parameter yang didapat dari MATLAB, maka dapat dihitung koefisien transmisi hasil percobaan.

4.2.6        Analisa dimensi

Dalam pemodelan fisik, analisa dimensi dilkukan untuk memudahkan menganalisa data hasil percobaan dan selanjutnya dapat digunakan untuk desain yang diinginkan. Dari analisa dimensi akan diperoleh variabel tak berdimensi yang akan menjadi acuan dalam penggambaran atau pemaparan hasil dari percobaan, sehingga mempermudah pengolahan data. Parameter-parameter yang berpengaruh terhadap koefisien transmisi dapat dituliskan sebagai berikut :

(4.1)

 

 

sedangkan variabel tak berdimensi yang digunakan untuk menganalisa data percobaan adalah :

(4.2)

 

 

 

dimana :

Hi = tinggi gelombang datang (m)

Ht = tinggi gelombang tertransmisi (m)

T = periode gelombang (detik)

B = lebar floaton (m)

L = panjang gelombang (m)

h = kedalaman air (m)

k  =kerapatan model

= angka kemiringan gelombang

 


V.  DAFTAR PUSTAKA

Bhattacharyya, R. 1978. Dynamic of Marine Vehicles. John Wiley and sons Inc.,

New York.

Bruce L. McCartney. 1985.  “Floating Breakwater Design Journal of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering, Vol. I l l , No. 2.

Carver, R. D. “Floating Breakwater Wave-Attenuation Tests for East Bay Marina, Olympia Harbor, Washington; Hydraulic Model Investigation.” Technical Report HL-79-13, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, CE, Vicksburg, Miss., July, 1979

Cox, Ron, dkk. 2007. “Floating Breakwater Performance in Irregular Waves with Particular Emphasis on Wave Transmission and Reflection, Energy Dissipation, Motions and Restraining Forces”, Proceeding of The 5th International Conference, Coastal  Strcture 2007 Vol 1, Venice Italy.

Dong, G.H., et al. 2008. “ Experiment on Wave Transmission Coeficient of Floating Breakwater”, Dalian University of Technology,Ocean Engineering Vol. 35, Elsevier,China.

Fousert, M. W. 2006. “Floating Breakwater Theoretical Study of Dynamic Wave Attenuating System”, Final Report Of The Master Thesis, Delft University of Technology, Faculty of Civil Engineering and Geoscience, Delft.

Hughes, S.A.1993. “Physical Models and Laboratory Techniques in Coastal Engineering”, Coastal Engineering Research Center, USA.

Murali, K., & Mani, J.S., Performance Of Cage Floating Breakwater, ASCE

PIANC. 1994.  “Floatings Breakwater A Practical Guide for Design and Construction”, Report of Working Group No.13 of The Permanent Technical Comitte II, Brussel, Belgium.

Pierson, et al. 1953, “On the Motion of Ships in Confused Seas”, Transaction of SNAME, Vol. 61

Priadi T.H, dkk.1988, Parameterisasi Sistem Peredaman Energi Gelombang dengan Pemecah Gelombang Apung, Seminar Hidraulika dan Hidrologi Wilayah Pantai, PAU Ilmu Teknik Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

Rochani, Imam.  2007, Kajian Numerik Perancangan Struktur Bangunan Peredam Gelombang Terapung, Jurusan Teknik Kelautan, FTK-ITS.

Tazaki, et al. 1975, “Floating Breakwater”, United States Patent, Tokyo Japan.

Triatmodjo,Bambang. 1999, Teknik Pantai, Beta Offset, Yogyakarta.

Tsinker,Gregory P. 1995, Marine Structures Engineering: Specialized Application, An International Thomson publishing Company, NewYork.

VI.  SISTEMATIKA LAPORAN/BUKU TUGAS AKHIR

Halaman Judul

Halaman Pengesahan

Abstrak

Kata Pengantar

Ucapan Terima Kasih

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Daftar Lampiran

Daftar Notasi

Bab I   Pendahuluan

1.1  Latar Belakang

1.2  Perumusan Masalah

1.3  Tujuan

1.4  Manfaat

1.5  Batasan masalah

Bab II  Tinjauan Pustaka dan Dasar teori

Tinjauan Pustaka

Dasar Teori

Bab III Metodologi Penelitian

3.1 Metode Penelitian

3.2 Prosedur Penelitian

Bab IV Analisa Data dan Pembahasan

4.1 Analisa Data

4.2 Analisa Hasil Pengujian

Bab V Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran

Daftar Pustaka

Lampiran

VII.  RENCANA KEGIATAN TUGAS AKHIR

No. KEGIATAN BULAN KE-
1 2 3 4 5 6
1. Studi literatur P P P P P
2. Merakit & running Floaton. P P P P
3. Analisa hasil running. P P P
4. Menyusun laporan penelitian. P P P P

VIII.  HASIL EVALUASI PROPOSAL TUGAS AKHIR

Setelah membaca, mempelajari, dan menimbang rancangan usulan penelitian ini, maka Tim Dosen tersebut pada daftar di bawah ini memutuskan untuk: (Lingkari salah satu pilihan di bawah ini)

 

1.      Menolak dan diganti judulnya.

2.      Menerima tanpa perbaikan / syarat.

3.      Menerima dengan perbaikan / syarat.

 

Dengan Dosen pembimbing sebagai berikut :

1.      ……………………………………………………………………………..….

2.      …………………………………………………………………………………

3.      ………………………………………………………………………………..

 

IX.  DAFTAR PERBAIKAN PROPOSAL TUGAS AKHIR

No Nama Tanggal Tanda Tangan
1.      
2.      
3.      
4.      


X.  PENGESAHAN

Nama mahasiswa                   :  Rizqi Haryono Al Muzakki

NRP                                       :  4306100097

JUDUL                                  :  Studi Eksperimen Transmisi Gelombang pada

Pemecah Gelombang Terapung Tipe Pile

 

 

 

 

 

Mengetahui dan Menyetujui :

Surabaya, ……………………………………..

 

Dosen Pembimbing II

Sujantoko, ST, MT

NIP. 197004011998031005

Dosen Pembimbing I

 

 

 

 

 

Haryo Dwito Armono, ST, M.Eng, Ph.D

NIP. 196808101995121001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ketua Jurusan Teknik Kelautan

FTK – ITS

 

 

 

Ir. Murdjito, M.Sc, Eng

NIP. 196501231996031001  

 

 

Dr. Ir. Wisnu Wardhana, M.Sc

Nip 680 001 934

 

 

Advertisements
Posted in harian | Leave a comment

Hello world!

Welcome to WordPress.com. This is your first post. Edit or delete it and start blogging!

Posted in harian | 1 Comment