jurnal - tugas akhir , teknik kelautan (2010) analisa...

Jurnal - Tugas Akhir , Teknik Kelautan (2010)

1

ANALISA TEGANGAN PONTOON PADA MONO COLUMN HULL TENSION LEG PLATFORM

SEBAGAI STRUKTUR PENDUKUNG TURBIN ANGIN

Alvin Sebastian Pandy(1), Murdjito (2), Rudy Walujo Prastianto (3)

1Mahasiswa Teknik Kelautan, 2,3Staf Pengajar Teknik Kelautan

Jurusan Teknik Kelautan-Fakultas Teknologi Kelautan-Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Email: [email protected]

ABSTRAK

Dalam kasus Tugas Akhir ini, jenis TLP yang dijadikan kajian mengenai gerakan dan kekuatan struktur dalam

menerima beban-beban lingkungan yang bekerja adalah struktur jenis mono column hull. Data struktur yang

digunakan sebagai acuan pemodelan struktur MCH-TLP adalah TLP hasil desain MIT dengan Metode Pareto

Optimal. Data lingkungan yang berupa data kecepatan arus, angin dan gelombang adalah data untuk perairan

NTT. Untuk pemodelan ada 8 model MCH-TLP, dengan 2 tipe yang berbeda yaitu Seastar (3 pontoon) dan

Fourstar (4 pontoon) masing-masing dengan panjang pontoon yang berbeda-beda. Analisanya menggunakan 2

software secara bertahap, yakni pemodelan dengan menggunakan software MOSES untuk mendapatkan RAO

motion yang dilanjutkan untuk mendapatkan gaya tarik tiap tendon untuk 4 arah pembebanan dominan tersebut.

Berikutnya pemodelan dengan menggunakan software ANSYS 11.0 untuk mendapatkan stress pada sambungan

pontoon-hull. Dari hasil analisa gerakan didapat bahwa variasi hasil pemanjangan pontoon terhadap gerakan

MCH-TLP Seastar dan Fourstar pada 6 derajat kebebasan, variasi pemanjangan pontoon berpengaruh secara

signifikan terhadap gerakan surge , roll dan yaw untuk Seastar. Sedangkan pada Fourstar variasi pemanjangan

pontoon hanya berpengaruh signifikan terhadap gerakan roll dan yaw. Tetapi pada analisa gerakan rotasional

(roll, pitch dan yaw), variasi pemanjangan pontoon memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perubahan

momen inersia dan jari-jari girasi, yang mana gerakan rotasional sangat dipengaruhi oleh panjang lengan

momen (jari-jari girasi). Hasil analisa lokal menunjukkan bahwa tegangan von mises maksimum pada model

Fourstar TLP-1 sebesar 1320 Mpa, Model Fourstar 1 sebesar 1347 Mpa, Model Fourstar 2 sebesar 1371 Mpa,

dan model Fourstar 3sebesar 1396 Mpa. Dari analisa lokal tersebut dapat diketahui bahwa semakin panjang

variasi pemanjangan pontoon, semakin besar pula tegangan yang terjadi pada sambungan pontoon dan hull.

Karena jika terjadi deformasi yang semakin besar maka semakin besar pula tegangan yang terjadi.

Kata kunci: Seastar, Fourstar, stress, RAO motion, motion response, mono column hull, pontoon

1. Pendahuluan

Pemakaian Offshore Wind Conversion dengan turbin

angin horizontal di masa mendatang menjadikan

daerah lepas pantai khususnya perairan dalam,

sebagai usaha pencarian sumber energi baru setelah

produksi minyak dan gas di daratan hingga perairan

dangkal mulai menurun. Adanya kemajuan

teknologi dan kecenderungan meningkatnya harga

minyak dunia juga mendorong bertambahnya

aktifitas di perairan dalam, sehingga kebutuhan jenis

struktur lepas pantai sebagai struktur pendukung

untuk turbin angin semakin dikembangkan.

Salah satu jenis struktur pendukung yang bisa

menjadi alternatif adalah Tension Leg Platform

karena efektivitas biaya dan station keeping yang

sangat sesuai untuk operasi di laut dalam. Struktur

Tension Leg Platform terdiri atas semisubmersible

yang dijaga agar terapung pada saat operasi

(operational draft) dengan cara diikat dengan tali-

tali tambat vertikal yang berpenegang (tension lines)

ke ―jangkar gravitasi ― (gravity anchor) di dasar laut. Pada TLP juga terkena gaya-gaya horizontal dan

vertikal akibat beban lingkungan (environmental

loads). Oleh karena itu TLP harus direntang dan

dibuat lebih berat serta lebih kuat terutama guna

penyebaran tegangan (stress distribution).

Gambar 1 Model Struktur Seastar TLP yang dijadikan

struktur pendukung turbin angin dan letak sambungan

pontoon yang akan dikaji

Dalam kasus Tugas Akhir ini, jenis TLP yang

dijadikan kajian adalah jenis mono column hull,

dengan konfigurasi 3 - 4 pontoon menempel

bersilangan pada hull sehingga seperti berbentuk

seperti tanda palang. Dengan konfigurasi tersebut

maka perlu dilakukan kajian mengenai gerakan

struktur akibat pengaruh variasi ukuran panjang

pontoon dan kekuatan struktur akibat pengaruh

variasi ukuran panjang pontoon dalam menerima


2

Fixe

d

body

ty

0y

cos2

H

0nd

beban-beban lingkungan yang bekerja pada struktur,

khususnya distribusi tegangan pada sambungan hull

dan pontoon.

Sebagai studi kasus data struktur TLP yang

digunakan sebagai acuan Pemodelan struktur Mono

column hull TLP adalah TLP hasil desain Metode

Pareto Optimal. Lalu digunakan data lingkungan

tersebut berupa data kecepatan arus, angin dan

gelombang yang semuanya diperoleh dari data di

perairan Nusa Tenggara Timur karena daerah

tesebut termasuk daerah dengan potensi kecepatan

angin yang baik untuk turbin. Similarisasi model

Mono column hull TLP dengan TLP hasil desain

Metode Pareto Optimal dilakukan berdasarkan pada

kondisi draft sama untuk parameter volume hull,

displacement, penampang dan pontoon

2. Dasar Teori

2.1. Struktur Turbin Angin Lepas Pantai

Energi angin adalah energi yang memanfaatkan

kecepatan dan aliran angin untuk memutar turbin

lalu menggerakkan motor generator sehingga dapat

menghasilkan listrik. Struktur turbin angin terdiri

atas dua bagian utama yaitu turbin dan struktur

pendukungnya (tower). Terdiri dari pondasi, struktur

tiang, dan sitem kincirnya yang terdiri dari hub,

nacelle dan blade.

Gambar 2 Turbin angin dan komponen-komponennya.

Beban angin merupakan beban dinamis, tetapi

beberapa struktur akan meresponnya pada model

statis yang paling mendekati. Besarnya gaya angin

sangat dipengaruhi oleh kecepatan dan luas

(projected area) peralatan dan member yang terkena

pengaruh gaya angin.

2.2 Tension Leg Platform

Struktur Tension leg platform ( TLP ) merupakan

salah satu struktur anjungan lepas pantai dengan

tipe compliant structures yang terdiri dari struktur

hull, column top frame, topside deck ,sistem tendon

(tendon system) dan sistem pondasi (foundation

system) (ABS, 2003). Struktur hull terdiri dari

pontoon dan column yang memiliki gaya buoyancy.

Tendon merupakan vertical mooring system yang

menghubungkan struktur hull dan foundation

system, dengan tujuan membatasi gerakan struktur

TLP.

Teknologi laut dalam (deepsea technology) di masa

sekarang adalah teknologi terbaru dalam industri

lepas pantai. Begitu juga dengan TLP yang

mengalami 2 generasi, Conventional TLP dan

generasi berikutnya Seastar TLP. Pada

perkembangan berikutnya, Seastar TLP dimodifikasi

sehingga hanya terdapat 1 column (mono column

hull) utntuk mengurangi biaya investasinya (biasa

disebut Mini TLP)

2.3. Beban Lingkungan yang Bekerja pada TLP

Dalam proses perancangan struktur lepas pantai

(offshore structure), penentuan kemampuan kerja

struktur dipengaruhi oleh beban yang bekerja pada

struktur tersebut terutama beban lingkungan

(environmental load).

2.3.1 Gelombang

Menurut API RP 2T (1987), beban gelombang yang

dibangkitkan oleh angin merupakan beban

lingkungan yang terbesar bangunan lepas pantai.

Beban gelombang pada hull TLP harus

diperhitungkan dengan seksama, dua pendekatan

yang digunakan adalah dengan menggunakan teori

difraksi dan teori Morison.

Syarat-syarat berlakunya persamaan Morison yang

dimaksud adalah sebagai berikut:

= Gelombang mendekati pemantulan

murni, persamaan Morison tidak valid

= Difraksi gelombang perlu

diperhitungkan, persamaan Morison

tidak valid

= Persamaan Morison valid

Kondisi batas yang digunakan dalam teori difraksi :

Gambar 3. Kondisi batas untuk teori difraksi

(Chakrabarti, 2004)


3

Kondisi batas dinamis

02

1222

zyxg

t

………...... (1)

dimana : η = elevasi gelombang

g = percepatan gravitasi

Kondisi batas kinematis

0yzzxxt

……... (2)

diasumsikan permukaan dasar laut adalah rata

sehingga kecepatan partikel sama dengan kecepatan

pada permukaan.

Kondisi batas permukaan dasar laut

0y

…………………………………... (3)

diasumsikan bahwa permukaan dasar laut bersifat

impermiabel sehingga air tidak menembus sea bed.

Kondisi batas permukaan benda

0n

…………………………………… (4)

apabila benda dianggap impermiabel maka tidak ada

normal flux dari fluida yang menembus

permukaannya.

Untuk gaya gelombang time series dapat

dibangkitkan dari spektrum gelombang sebagai first

order dan second order.

Berikut adalah persamaan gaya gelombang first

order:

iii

N

i

iwvwv aFtF cos1

11 ............. (5)

dimana :

tFwv

1 = gaya gelombang first order terhadap t

1

wvF = gaya exciting gelombang first order per

unit amplitudo gelombang

i = sudut fase komponen gelombang first order

ia = amplitudo komponen gelombang first order

( dS2 )

S = fungsi spektra gelombang

Berikut adalah persamaan gaya gelombang second

order:

)()(cos11

1

jiji

N

j

ijji

N

i

wv tDaatF (6)

dimana :

ijD = drift force per unit amplitudo gelombang

2.3.2 Angin

API RP 2A WSD 21st edition merumuskan

perhitungan kecepatan angin sebagai berikut:

.................................................... (7)

dengan :

F = gaya angin

w = densitas berat udara, (0.0023668 slugs/ft3

untuk standart P dan T)

V = kecepatan angin, (m/s)

Cs = koefisien bentuk

A = luas area, (m2)

Sedangkan kecepatan angin dirumuskan sebagai

berikut;

.......................................... (8)

dengan:

Vy = kecepatan angin

V10 = kecepatan angin pada ketinggian 10m

y = ketinggian kecepatan angin dihitung

x = faktor eksponen

2.3.3 Arus

Selain gelombang, arus laut juga memberikan gaya

terhadap struktur lepas pantai. Arus akibat pasang

surut memiliki kecepatan yang semakin berkurang

seiring dengan bertambahnya kedalaman sesuai

fungsi non-linear.

Kecepatan arus tersebut dirumuskan dalam

formulasi matematis berikut (Dawson,1983):

............................................................ (9)

.......................................... (10)

dengan :

UT = kecepatan arus pasng surut (m/detik)

UoT = kecepatan arus pasang surut di permukaan

(m/detik)

Uw = kecepatan arus akibat angin (m/detik)

U0w= kecepatan arus akibat angin di permukaan

(m/detik)

Y = jarak dari dasr laut

H = kedalaman laut (m)

Gaya arus yang bekerja pada suatu struktur

dirumuskan sebagai berikut:

..... (11)

dengan :

ρ = massa jenis air(kg/m3)

Ūc(z) = kecepatan arus pada ketinggian z di atas

dasar laut (m/s2)

CD = koefisien drag

D = diameter struktur (m)


4

2.4. Respons Struktur TLP

2.4.1 Persamaan Gerak TLP

Pada dasarnya gerakan pada struktur TLP adalah

sama dengan gerakan floating structures atau

compliant structures lainnya, yaitu memiliki enam

(6) derajat kebebasan :

1. Gerakan Translasi

- Surge, gerakan transversal arah sumbu x

- Sway, gerakan transversal arah sumbu z

- Heave, gerakan transversal arah sumbu y

2. Gerakan Rotasional

- Roll, gerakan rotasional arah x

- Pitch, gerakan rotasional arah z

- Yaw, gerakan rotasional arah y

Gambar 4. Derajat Kebebasan Gerak TLP (API RT 2T)

Faktor yang menentukan pada analisa gerakan TLP

adalah massa, redaman dan kekakuan. Pada

penelitian ini faktor redaman diabaikan karena

redaman yang terjadi pada TLP sangat kecil sekali

sebesar 1%, sehingga faktor yang berpengaruh pada

analisa dinamis hanya disebabkan oleh massa dan

kekakuan.

Persamaan gerak dari surface paltform pada 6

derajat kebebasan dapat ditulis sebagai berikut :

…. (12)

Dengan :

X= percepatan motion 6 DOF

X= kecepatan motion 6 DOF

X = dispalcement motion 6 DOF

M = massa struktur TLP

MA = massa tambah struktur

BV = drag induced viscous damping Bp = potential damping struktur

K = kekakuan hidrostatik

Km = kekakuan dari tendon dan riser

F (t) = Gaya eksitasi

Massa struktur untuk gerakan translasi :

m11 = surge = p.V............................................(13)

m22 = sway = pV ............................................(14)

m33 = heave = p.V ....................................... ..(15)

Massa struktur untuk gerakan rotasi :

m44 = roll = p.V Jxx 2 ....................................(16)

m55 = pitch = p.V.Jyy 2 ...................................(17)

m66 = yaw = p.V.Jzz 2 .....................................(18)

Dengan :

V : volume struktur (m3)

Jxx : Jari-jari girasi arah roll

Jyy : Jari-jari girasi arah pitch

Jzz : Jari-jari girasi arah yaw

Gerakan platform mengakibatkan partikel air yang

berada disekeliling platform mengalami percepatan

sehingga menimbulkan gaya inersia hidrodinamis.

Besar gaya ini proporsional dengan percepatan yang

ditimbulkannya dan koefisien proporsionalitasnya

dikenal sebagai massa tambah (added mass).

Sementara itu, koefisien massa tambahsilinder yang

dipercepat secara aksial, efek permukaan bebas dan

interaksi antar member yang berdekatan diabaikan.

Untuk massa tambah pada hull dikelompokan

member yang menjadi column dan pontoon, untuk

mempermudah perhitungannya .

Persamaan berikut adalah persamaan gerak dari

surface paltform pada 6 derajat kebebasan.

Dispalcemen (X) dapat dicari dengan menggunakan

persamaan sbb :

............................(19)

......................................................(20)

Dimana :

ωn = frekuensi natural dari struktur yang ditinjau

K = kekakuan dari struktur

M = massa dari struktur

Mengambil displacement (X) dengan t = 0, dan

kecepatan dengan t = 0, maka akan didapatkan :

……………..........(21)

Sehingga persamaan (2.23) dapat ditulis lagi sebagai

berikut :

.......(22)

Dengan :

dan ....................(23)

2.4.2 Stabilitas

Kebutuhan utama dalam perancangan floating

structures adalah bagaimana menjaga supaya

struktur tetap mempunyai stabilitas positif pada saat

mengapung. Stabilitas adalah fungsi langsung dari


5

titik berat bangunan (KG), titik apung (KB) dan luas

garis air dari kaki-kaki bangunan (column), dan

dapat ditulis:

..........................(24)

Stabilitas juga banyak dipengaruhi oleh jarak antara

column. Perancangan column harus sedemikian rupa

sehingga tujuan untuk mendapatkan stabilitas yang

baik dan gaya eksitasi gelombang yang kecil dapat

dicapai, meskipun kadang-kadang kedua hal tersebut

seringkali tidak dapat dicapai bersama secara

optimum.

2.4.3 Respons Amplitude Operator

Response-Amplitude Operator (RAO) atau sering

disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi

response yang terjadi akibat gelombang dalam

rentang frekuensi yang mengenai struktur offshore.

RAO disebut sebagai Transfer Function karena

RAO merupakan alat untuk mentransfer beban luar

(gelombang) dalam bentuk response pada suatu

struktur. (Chakrabarti, 1987). Dalam praktiknya,

RAO sering di-definisikan sebagai response

amplitude per unit wave height.. Dalam perhitungan

RAO gelombang selalu dianggap sebagai gelombang

reguler dan frekuensi gelombang yang dipilih

dimasukkan kedalam range frekuensi yang dipakai

dalam membuat spektrum gelombang (Battacharyya,

1978).

Persamaan RAO dirumuskan sebagai berikut :

......................................... (25)

Dengan :

Xp ( ) = amplitudo struktur

( ) = amplitudo gelombang

2.4.4 Response Spektra

Response spectra didefinisikan sebagai response

energy density pada struktur akibat gelombang,

dalam hal ini berupa energy density spectrum. Untuk

sistem linier, fungsi dari RAO merupakan fungsi

kuadrat. Response spectra itu sendiri merupakan

perkalian antara spektrum gelombang dengan RAO

kuadrat. Persamaan dari response spectra adalah

(Chakrabarti, 1987) sebagai berikut :

.................................(26)

dengan :

SR = spektrum respons (m2-sec)

S(ω) = spektrum gelombang (m2-sec)

RAO(ω) = transfer function

(ω) = ferkuensi gelombang (rad/sec)

Response spectra dapat digunakan untuk mengetahui

besarnya respon maksimum yang mungkin terjadi

dalam suatu rentang waktu tertentu.

2.4.5 Spektrum Gelombang

Spektrum gelombang yang dipakai dalam tugas

akhir ini adalah spektrum JONSWAP. Persamaan

spektrum JONSWAP merupakan modifikasi dari

persamaan spektrum Pierson-Morkowitz yang

disesuaikan dengan kondisi laut yang ada.

Persamaan spektrum JONSWAP dapat ditulis

sebagai berikut :

20

2

20

ω2τ

ωωEXP

4

0

52γ

ω

ω1,25EXPωgαωS (27)

0,33

0

ω

0 XU

g2πω .................... (28)

ω

0U

XgX .................... (29)

dimana :

= parameter puncak (peakedness parameter)

= parameter bentuk (shape parameter)

untuk 0 = 0,07 dan

0= 0,09. Harga =

0,0076 (X0)-0,22, untuk X0 tidak diketahui =

0,0081

2.5. Metode Elemen Hingga

Tahapan dalam perumusan metode elemen hingga

dalam menyelesaikan persoalan-persoalan struktur

secara mendekati detail, akan diuraikan secara

singkat sebagai berikut:

Tahap I: Tahap ini merupkan tahap

pendiskriditan dan pemilihan jenis elemen yang

meliputi pembagian objek menjadi sebuah

sistem ekivalen yang terdiri dari elemen-elemen

hingga yang saling dihubungkan dengan simpul

serta pemilihan jenis elemen yang tepat.

Tahap II: Tahap ini merupakan tahap pemilihan

displacemen. Fungsi tersebut didefinisikan

untuk tiap elemen dengan menggunakan nilai

parameter pada simpul dari elemen tersebut.

.

Tahap III: Tahap ini merupkan tahap

pendefinisian hubungan regangan ( ) -

displacemen (u) dan tegangan ( ) – regangan

( )

Tahap IV: Tahap ini merupakan tahap

penurunan matriks kekakuan elemen dan

persamaan elemen.


6

Tahap V: Pada tahap ini dilakukan

penggabungan persamaan elemen untuk

mendapatkan persamaan global dan penentuan

kondisi batas.

Tahap VI: Tahap ini bertujuan menyelesaikan

derajat kebebasan yang belum diketahui dengan

persamaan global. Dimana persamaan global

diselesaikan untuk mendapat nilai {d} dengan

metode eliminasi atau iterasi.

Tahap VII: Tahap selanjutnya adalah

menentukan tegangan dan regangan elemen

Tahap VII: Tahap akhir adalah

mengintreprestasikan dan menganalisis hasil

yang akan digunakan dalam proses

perancangan. Penentuan lokasi struktur dimana

terjadi deformasi dan tegangan terbesar

biasanya sangat penting dalam mengambil

keputusan di dalam perancangan

2.5.1 Tegangan Von Misses

Pada elemen tiga dimensi, bekerja tegangan

tegangan searah sumbu x,y dan z. Pada tiap-tiap

sumbu dapat diketahui tegangan utama ( 1, 2, 3)

yang dihitung dari komponen tegangan.

Penggabungan tegangan-tegangan utama pada suatu

elemen merupakan suatu cara untuk mengetahui

nilai tegangan maksismum yang terjadi pada node

tersebut. Salah satu cara mendapatkan tegangan

tersebut adalah dengan menggunakan formula

tegangan Von Misses, yaitu:

………………………………………….... (30)

dengan : e = Tegangan Maksimum

1 = Tegangan utama 1

2 = Tegangan utama 2

3 = Teganagan utama 3

3. Metodologi Penelitian

Pengerjaan tugas akhir ini dimulai dengan proses

pengumpulan data struktur data lingkungan. Data

struktur Seastar TLP-1 yang digunakan sebagai

acuan dalam Pemodelan struktur Mono column hull

TLP adalah data struktur Seastar TLP-1 hasil desain

metode Pareto Optima.

Lalu dilanjutkan dengan perhitungan dimensi ke-6

model Mono Column Hull TLP Seastar dan

Fourstar. Kemudian melakukan pemodelan struktur

pada MOSES 6 dengan memasukkan seluruh data

geometri.

Sebelum melakukan analisa dinamis dengan 4 arah

pembebanan yang dominan, dilakukan pengecekan

kestabilan struktur dengan wind turbin diatasnya.

Analisa kemudian dilanjutkan dengan mencari RAO,

motion dan wave drift force struktur pada saat

kondisi free floating. Kemudian dilakukan analisa

dinamis untuk gerakan rotasional dan translasional.

Dengan input tambahan untuk menentukan gaya taik

pada tendon dan output pada kondisi free floating,

dilakukan pemodelan struktur dengan tendon atau

kondisi tertambat. Hasilnya berupa RAO, motion

dan gaya tarik pada kondisi tertambat.

Verifikasi hasil output gaya taik tiap tendon utuk cek

tegangan ijin dan UC dilakukan berdasarkan API RP

2T. Apabila memenuhi maka dilanjutkan pemodelan

dengan ANSYS 11 pada sambungan hull dan

pontoon untuk tiap model Fourstar saja, karena

model struktur ini yang mengalami penambahan 1

pontoon dan variasi pemanjangan pontoon . Setelah

pemodelan, meshing, pemberian constraint dan

pembebanan selesai dilakukan analisa tegangan

dengan me-running. Output yang dihasilkan berupa

plot hasil deformasi dan tegangan von misses yang

terjadi pada daerah yang ditinjau.

3.1 Data Struktur dan Lingkungan

Tabel 1. Data struktur turbin angin. No. Specification Value

1. Rotor Orientaion Upwind

2. Rotor Diameter / Hub

diameter 126 m / 3 m

3. Hub Height 90 m

4. Max Rotor / Generator

Speed

12,1 rpm / 1.173,7

rpm

5. Max Tip speed 80 m/s

6. Rotor Mass 110.000 kg

7. Nacelle Mass 240.000 kg

8. Tower Mass 347.460 kg

Table 2. Data struktur TLP-1.

No. Dimension Value

1. Hull Diameter 18 m

2. Hull Height 47.29 m

3. Pontoon Radius 35.05 m

4. Pontoon Height 12.6 m

5. Platform Draft 47.89 m

6. Tendon Six / eight with 26-in

(OD)

7. Payload 697 MT

8. Total Displacement 29682.98 MT


7

Tabel 3. Data kecepatan angin & gelombang di

NTT. (10 tahunan)

Item 60 o 90

o 120

o 270

o

Kec. Angin (m/s) 8.8 8.8 8.31 8.31

HS (m) 3.78 3.78 3.41 3.41

TS (s) 7.51 7.51 7.13 7.13

Data Arus :

Kecepatan arus di permukaan = 2 knot (1.03 m/s)

Kecepatan arus di dasar laut = 0.97 knot (0.5m/s)

Kedalaman = 120 m

Gambar 5. Arah Pembebanan Struktur MCH TLP Seastar

dengan turbin angin terhadap beban linkungan

Arah turbin angin yang menjadi topsides TLP

Seastar dan Fourstar dapat menyesuaikan dengan

arah datang angin (upwind) karena pada nacelle

terdapat yaw system yang dapat mengatur posisi

turbin untuk dapat menangkap angin dengan

otomatis. Sehingga dengan 4 arah pembebanan

posisi MCH-TLP hingga tower tetap hanya nacelle,

rotor, hub dan blade yang berubahah menyesuaikan

arah pembebanan.

Gambar 6. Arah Pembebanan Struktur MCH TLP

Fourstar dengan turbin angin terhadap beban lingkungan

3.2 Pemodelan

Pada tahap pemodelan ini akan dilakukan variasi

terhadap panjang pontoon seperti yang tertulis pada

batasan masalah. Sehingga nantinya ada 6 model

Mono column hull TLP (Seastar & Fourstar), yang

memiliki dimensi pontoon dan hull yang berbeda-

beda dan akan dianalisa. Rencananya dalam Tugas

akhir ini akan dilakukan dengan menggunakan 2

software secara bertahap, yakni :

3.2.1 Pemodelan dengan MOSES 6 .

Software MOSES yang merupakan analysis

software yang tepat digunakan untuk Pemodelan,

simulasi dan analisa stress untuk permasalahan pada

struktur offshore.

Pemodelan dilakukan 2 kali secara bertahap ,yaitu :

1. Struktur Mono column Hull TLP dimodelkan

tanpa tendon. Pemodelan ini hanya berupa

pontoon, column, tower dan turbin angin.

Gambar 7. Pemodelan Autocad untuk Seastar TLP &

Fourstar TLP.

Gambar 8. Pemodelan Seastar & Fourstar pada Moses.6.0

Pemodelan ini diawali dengan membuat model solid

struktur pada Autocad untuk menghasilkan titik

pusat gravitasi, titik pusat buoyancy dan radius

girasi. Dimana hasil tersebut digunakan sebagai

acuan data stabilitas dan input analisa. Setelah itu

dilakukan pemodelan pada Moses dengan membuat

surface geometri Hull Seastar dan Fourstar TLP.

kemudian surface tersebut diberi sarat air, serta input

heading pressure, jari-jari girasi dan titik pusat

gravitasi serta titik acuan RAO motion.


8

Pemodelan MOSES 6 ini dilakukan untuk

mendapatkan RAO motion pada kondisi free floating

pada gerak surge, sway, heave, roll, pitch dan yaw

dalam arah 90o dan 270 o serta wave drift force dari

kesemua model mono column hull TLP.

Gambar 9. Pemodelan Seastar - Fourstar dengan Turbin

Angin pada MOSES 6

2. Struktur mono column hull TLP dengan turbin

angin dimodelkan dengan tendon dan dijangkar

pada sea bed.

Gambar 10. Hasil running Seastar TLP-1 dengan Turbin

Angin dengan tendon pada MOSES 6

Pada Pemodelan ini, model struktur mono

column hull TLP yang telah dibuat pada Pemodelan

Moses pertama ditambah dengan input tendon dan

dijangkar pada sea bead. Dari Pemodelan ini akan

didapat RAO motion mono column hull TLP pada

kondisi tertambat dan seberapa besar efektifitas dan

pengaruh tendon dalam mereduksi gerakan mono

column hull TLP jika digunakan sebagai struktur

pendukung Turbin Angin. Selain itu pada input

dilakukan pendefinisian tendon dan posisi tendon

untuk mengeleuarkan output gaya tarik tendon.

3.1 Pemodelan dengan menggunakan software

ANSYS 11.0 Pemodelan yang digunakan untuk melakukan analisa

lokal pada struktur berbasis Metode Elemen Hingga.

Penggunaan ANSYS untuk menentukan distribusi

tegangan stress pada sambungan hull dan pontoon .

Adapun langkah pemodelan pada ANSYS 11 adalah

:

1. Membuat pemodelan hull- dan pontoon beserta

stiffner dan girder yang mengacu pada

konfigurasi penampang pontoon struktur TLP-A

West Seno.Lalu model diberi material

properties berdasarkan Manual of Stress

Construction (1989) :

a. Tegangan Luluh : 250 Mpa

b. Modulus Young : 2.005E+10 kg/m2

c. Poisson Ratio : 0.32

d. Mass density : 7862.7 kg/m2

2. Setelah model diberi material properties maka

dilakukan meshing pada model.

3. Selanjutnya pemberian constraint pada model.

Dari output pemodelan MOSES diketahui gaya

reaksi Z yang kemudian dijadikan load pada

pemodelan local.

Sealanjutnya dilakukan analisa dengan me-

running , sehingga stetlah diplot ,

dapatdiketahui teg kritis yang terjadi

4. Analisa Hasil dan Pembahasan

4.1 Dimensi Mono Column Hull TLP

Dari hasil perhitungan manual berdasarkan

kesamaan sarat air (draft) dan wetted surface

area (WSA) dengan struktur TLP -1, maka

didapatkan dimensi model Mono Column Hull

TLP model Seastar & Fourstar .

Dengan data struktur tersebut berupa geometri,

displacemen, WSA dan sarat air akan

divariasikan panjang pontoonnya. Pemanjangan

pontoon dilakukan sebanyak 3 kali untuk 3

model variasi Seastar yaitu sebesar 5%, 10%

dan 15%. Adapun perhitungan dimensi

selengkapnya berupa perhitungan Gross

Volume, luas area perpotongan (area antara hull

dengan tiap pontoon), volume per potongan dan

Net Volume.

Begitu juga pada struktur TLP Fourstar yang

mendapat penambahan 1 pontoon dengan

interval sudut 90o yang divariasikan panjang

pontoonnya berdasarkan Seastar TLP-1 (5%,

10% dan 15%). Adapun data WSA,

displacement dan sarat air mengacu pada

Seastar TLP-1. Adapun perhitungan dimensi

selengkapnya berupa perhitungan Gross

Volume, luas area perpotongan (area antara hull

dengan tiap pontoon), volume per potongan dan

Net Volume.

Setelah perhitungan dimensi tiap model dilakukan

analisa hidrodinamis, tetapi perlu dilakukan

pengecekan stabilitas terlebih dahulu untuk semua

model Mono column Hull TLP sesuai dengan syarat

stabilitas benda apung. Berikut ini merupakan hasil

Output Autocad dengan hasil command mass

properties untuk mencari titik pusat gravitasi dan


9

buoyancy ke-semua model Mono column Hull TLP,

yang juga dibuat input analisa hidrostatis MOSES

untuk menunjukkan nilai GM (gravity to

metacentre) .

X Y Z

CG (m) 0.00 0.00 15.74

CB (m) 0.00 0.00 13.67

Rad Girasi (m) 29.77 29.82 21.59

GM (m) 1.90

X Y Z

CG (m) 0.00 0.00 15.47

CB (m) 0.00 0.00 13.45

Rad Girasi (m) 29.84 29.89 22.58

GM (m) 1.85

Dalam hasil analisa hidrostatis diatas, terlihat semua

model struktur diatas menunjukkan letak titik M

diatas G, atau KM > KG. Terlihat juga nilai GMT

dan GML yang sama dikarenakan geometri struktur

TLP Seastar dan Fourstar simetris sehingga berada

di satu titik. Sehingga semua model Seastar dan

Fourstar dengan turbin angin diatasnya berada pada

keseimbangan yang baik (stabil).

4.2 Hasil Efektifitas Tendon (perbandingan Free

floating dan Tertambat)

Sebelum menganalisa perbandingan

perilaku motion untuk 8 model MCH-TLP baik itu

Seastar dan Fourstar. Terlebih dahulu dilakukan

analisa untuk mengetahui seberapa besar tendon

dapat mereduksi semua gerakan MCH-TLP. Di

bawah ini merupakan perbandingan grafik RAO

motion hasil running model Seastar pada software

MOSES 6 untuk arah pembebanan 90o karena

termasuk arah yang mempunyai nilai tinggi

gelombang signifikan (HS) dan tinggi gelombang

signifikan (TS) lebih besar daripada arah lainnya.

Sehingga diharapkan dapat terjadi respons yang

maksimum pada arah pembebanan ini.

Gambar 11 Grafik RAO ke-4 Model TLP Seastar gerakan

surge arah 90o

Gambar 12 Grafik RAO ke-4 Model TLP Seastar

gerakan sway arah 90o


heave arah 90o


roll arah 90o

Gambar 1.5 Grafik RAO ke-4 Model TLP Seastar

gerakan pitch arah 90o


10


roll arah 90o

Dari grafik RAO motion untuk Seastar

dengan turbin angin diketahui bahwa dengan kondisi

tertambat atau diberi tendon, tidak banyak

mempengaruhi gerakan Seastar dalam arah surge,

sway, dan yaw. Adapun pada arah surge, sway, dan

yaw terlihat penurunan nilai RAO pada semua model

dengan kondisi tertambat. Tetapi dari grafik diatas

terlihat mempunyai pengaruh yang signifikan dalam

arah heave, roll dan pitch yaitu semakin besar

frekuensinya maka nilai RAO semakin mendekati

nol. Khususnya pada grafik gerakan roll, dimana

puncak RAO terjadi dua kali pada kisaran frekuensi

0.35 rad/sec dan 0.75 rad/sec.

Di bawah ini merupakan perbandingan grafik RAO

motion hasil running model Fourstar pada software

MOSES 6 untuk arah pembebanan 60o karena juga

termasuk arah yang mempunyai nilai tinggi

gelombang signifikan (HS) dan tinggi gelombang

signifikan (TS) lebih besar daripada arah lainnya.

Sehingga diharapkan dapat terjadi respons yang

maksimum pada arah pembebanan ini.

Gambar 17 Grafik RAO ke-4 Model TLP Fourstar

gerakan surge arah 60o


gerakan sway arah 60o


gerakan heave arah 60o


gerakan roll arah 60o




11



Dari grafik RAO motion untuk Fourstar

dengan turbin angin diketahui bahwa dengan kondisi

tertambat atau diberi tendon, tidak banyak

mempengaruhi gerakan Fourstar dalam arah surge,

sway, dan yaw. Adapun pada arah surge, sway, dan

yaw terlihat nilai RAO sama pada semua model

dengan kondisi tertambat. Tetapi dari grafik diatas

terlihat mempunyai pengaruh yang signifikan dalam

arah heave, roll dan pitch yaitu semakin besar

frekuensinya maka nilai RAO semakin mendekati

nol. Khususnya pada grafik gerakan roll dan pitch,

dimana puncak RAO terjadi dua kali pada kisaran

frekuensi 0.35 rad/sec dan 0.9 rad/sec.

4.3 Perbandingan Respons ke-4 Model MCH-

TLP Seastar kondisi tertambat

Gambar 23 Grafik RAO Surge untuk keempat model

Seastar TLP untuk arah 90o

Gambar 24 Grafik pengaruh variasi panjang pontoon

terhadap gerakan surge arah 90o

Pada grafik RAO gerakan surge untuk 4 model

Seastar terdapat kenaikan pada motion response

surge untuk tiap pertambahan panjang pontoon, ini

berarti semakin bertambahnya Wetted Surface Area

maka semakin bertambah besar nilai motion

response surge. Dari grafik diatas terlihat nilai

surge response (signifikan dan maksimum) pada

setiap pertambahan panjang pontoon semakin besar

dengan mengikuti pola trendline linear.

Gambar 25 Grafik RAO Sway untuk keempat model


Gambar 26 Grafik pengaruh variasi panjang pontoon

terhadap gerakan surge arah 90o

Pada grafik RAO gerakan sway untuk 4 model

Seastar tidak terdapat kenaikan pada motion

response sway untuk tiap pertambahan panjang

pontoon, ini berarti bertambahnya Wetted Surface

Area tidak mempengaruhi pertambahan nilai

motion response sway. Dari grafik diatas terlihat

nilai sway response (rata-rata, signifikan dan

maksimum) pada setiap pertambahan panjang


12

pontoon semakin menurun dengan mengikuti pola

trendline linear.

Gambar 27 Grafik RAO Heave untuk keempat

model Seastar TLP untuk arah 90o

Gambar 28 Grafik pengaruh variasi panjang

pontoon terhadap gerakan heave arah 90o

Pada grafik RAO gerakan heave untuk 4 model

Seastar tidak terdapat kenaikan pada motion

response heave untuk tiap pertambahan panjang


Area tidak mempengaruhi pertambahan nilai motion

response heave. Dari grafik diatas terlihat nilai

heave response (rata-rata, signifikan dan

maksimum) pada setiap pertambahan panjang

pontoon adalah sama.

Gambar 29 Grafik RAO Roll untuk keempat model


Pada grafik RAO gerakan roll untuk 4 model

Seastar terdapat penurunan pada motion response

roll untuk tiap pertambahan panjang pontoon, ini

berarti bertambahnya Wetted Surface Area

mempengaruhi penurunan nilai motion response

roll.


pontoon terhadap gerakan roll arah 90o

Dari grafik diatas terlihat nilai roll response (rata-

rata, signifikan dan maksimum) pada setiap

pertambahan panjang pontoon semakin menurun


Gambar 31 Grafik RAO Pitch untuk keempat model



pontoon terhadap gerakan pitch arah 90o

Pada grafik RAO gerakan pitch untuk 4

model Seastar terdapat kenaikan pada motion

response pitch untuk tiap pertambahan panjang


Area mempengaruhi pertambahan nilai motion

response pitch. Dari grafik diatas terlihat nilai


13

pitch response (signifikan dan maksimum) pada

setiap pertambahan panjang pontoon semakin

meningkat dengan mengikuti pola trendline

eksponensial.

Gambar 33 Grafik RAO Yaw untuk keempat model



pontoon terhadap gerakan yaw arah 90o

Pada grafik RAO gerakan yaw untuk 4

model Seastar terdapat kenaikan pada puncak

frekuensinya pada motion response yaw untuk tiap

pertambahan panjang pontoon, ini berarti

bertambahnya Wetted Surface Area mempengaruhi

pertambahan nilai motion response yaw. Dari

grafik diatas terlihat nilai yaw response (rata-rata,

signifikan dan maksimum) pada setiap

pertambahan panjang pontoon semakin meningkat


Dalam perhitungan analisa gelombang

menggunakan teori gelombang Airy , untuk HS=

3.78 m, TS=7.51 dan kedalaman 120 m didapatkan

frekuensi gelombangnya adalah 0.837 sec-1.

Sehingga berdasarkan grafik motion response

diatas, respons maksimum untuk model Seastar dan

Fourstar adalah respons maksimum gerakan yaw

terjadi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi

gelombang dimana struktur beroperasi. Makah hal

ini dapat mengakibatkan resonansi dan dapat

memperbesar gaya yang bekerja terhadap kedua

jenis MCH-TLP tersebut.

Dari statistik gerakan dan seluruh grafik

pengaruh variasi hasil pemanjangan pontoon

terhadap gerakan MCH-TLP Seastar dan Fourstar

pada 6 derajat kebebasan , dapat disimpulkan bahwa

variasi pemanjangan pontoon berpengaruh

signifikan terhadap gerakan surge , pitch dan yaw

untuk Seastar, sedangkan pada Fourstar variasi

pemanjangan pontoon berpengaruh signifikan

terhadap gerakan heave dan yaw. Untuk gerakan

yang lain, adanya variasi pemanjangan pontoon

tidak terlalu berpengaruh secara signifikan. Hal ini

dapat disebabkan karena pada analisa gerakan

translasi struktur MCH-TLP diasumsikan sebagai

sebuah titik massa (lumped mass), sehingga variasi

pemanjangan pontoon pada Seastar dan Fourstar

tidak memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap keseluruhan gerakan translasi MCH-TLP.

Tetapi hal sebaliknya terjadi pada analisa gerakan

rotasional (pitch dan yaw), variasi pemanjangan

pontoon memberikan pengaruh yang signifikan

terhadap perubahan momen inersia dan jari-jari

girasi, dimana gerakan rotasional sangat

dipengaruhi oleh panjang lengan momen (jari-jari

girasi).

4.4 Spektra Gelombang

Dalam Tugas akhir ini, digunakan spektra

gelombang JONSWAP, sedangkan analisa spektrum

gelombang dilakukan terhadap 2 arah pembebanan

(90o dan 120o) yang mempunyai HS dan TS yang

berbeda .

Gambar 35 Grafik Spektrum JONSWAP dengan HS= 3.78

m dan TS= 7.51 s

4.6 Gaya Tarik Tiap Tendon Pada MCH-TLP

Fourstar

Pemodelan MCH-TLP pada MOSES 6 secara

simplifikasi dapat menghitung semua pengaruh

tendon terhadap perilaku dan seluruh sistem secara

global. Pengaruhnya dapat menghasilkan beberapa

output pada seperti massa tambah, redaman,

kekakuan sistem, gaya tarik tendon pada frekuensi

rendah hingga tinggi, dimana semuanya berubah

terhadap waktu, kedalaman air, serta arah datang

pembebanan (heading).

Model struktur Fourstar TLP dengan turbin angin

yang divariasikan panjang pontoon-nya dimodelkan

dengan input material properties, properties tendon,

posisi tendon, kedalaman dan lainnya. Gerakan

model tersebut diperhitungkan dari respons gerakan

yang didapatkan dari analisa difraksi 3D pada


14

MOSES 6. Beban yang dianalisa pada tahapan ini

adalah beban hidrostatik dan hidrodinamis. Beban

hidrostatik adalah beban yang timbul akibat struktur

itu sendiri, yaitu displacement, buoyancy,

waterplane area, centre of gravity dan jari-jari girasi

saat kondisi free floating . Sedangkan beban

hidrodinamis adalah beban yang timbul akibat

adanya interaksi antara air laut dengan struktur

TLP. Beban hidrodinamis yang diperhitungkan

dalam analisa kedua ini melibatkan beban

gelombang, beban angin dan beban arus.

Dengan input dari data .cif saat kondisi free

floating, diberi penambahan input pendefinisian

tendon hingga posisinya lalu pemberian command

F_CONNECT dan plot hasil command exforce.

Maka dihasilkan output MOSES 6, berupa gaya

tension global pada tiap tendon untuk ke-4 model

Fourstar pada summary force acting on TLP dan

connector forces yang telah diplot pada tabel

dibawah ini :

Tabel 4 Gaya Tarik Tendon pada Model Fourstar

TLP-1 (dalam kN)

Tendon Arah Pembebanan

60o 90o 120o 270o

SA 6256.9 7248.9 5848.3 5777.2

SB 6235.9 7326.6 5847.1 5762.5

SC 6308.5 6018.7 6119.8 5651.5

SD 6337.9 5971.2 6149.2 5654.1

SE 6511.9 6843.2 6148.2 5790.1

SF 6503.4 6992.9 6119.9 5802.5

SG 6367.3 5923.7 5764.7 6609.5

SH 6396.7 5876.2 5901.7 6727.9

Sebagai verifikasi apakah hasil gaya tarik yang

terjadi pada tendon memenuhi batas aman yang

disyaratkan, maka dilakukan pengecekan terhdap

nilai UC pada masin-masing tendon berdasarkan

API RP-2T. Langkah awal yang dilakukan adalah

mendapatkan tegangan tendon adalah membagi gaya

tarik tendon hasil output pada MOSES 6 dengan luas

area tendon sebagai berikut:

dan

Keterangan :

A = Luas area tendon yang terkena tension (0.066

m2)

D = Diameter luar tendon (26 inch)

t = Ketebalan tendon (27 mm)

P = Tension hasil konversi dari gaya tarik (kN)

= Tegangan global (kN/ m2)

Tabel 5. Tegangan Tendon pada Model Fourstar TLP-1

(dalam Mpa)

Tendon Arah Pembebanan

60o 90o 120o 270o

SA 112.012 129.770 104.697 103.424

SB 111.636 131.161 104.675 103.161

SC 112.935 107.747 109.557 101.174

SD 113.462 106.897 110.083 101.220

SE 116.577 122.508 110.066 103.655

SF 116.424 125.187 109.559 103.877

SG 113.988 106.047 103.200 118.324

SH 114.514 105.196 105.653 120.443

Setelah mendapatkan tegangan pada tendon, maka

kita bisa mendapatkan Unity Check tiap tendon

berdasarkan API RP 2T sebagai berikut:

,

Dengan tegangan yield = 413.7 Mpa.

Dari tabel-tabel yang lain diatas , dapat diketahui

bahwa Unity Check tiap tendon masih kurang dari 1

atau aman. Setelah verifikasi diatas masih memenuhi

maka analisis dapat dilakukan ke tahapan

selanjutnya , yaitu analisa tegangan lokal pada

sambungan pontoon dengan hull akibat variasi

perpanjangan pontoon .

Tabel 6 Ringkasan gaya tarik maksimum pada Ke-4

model Fourstar TLP

Model Gaya Tarik Maksimum

(kN) UC Kriteria

Fourstar TLP-1 7326.60 0.528 Aman

Fourstar 1 7294.10 0.526 Aman



Gambar 36 Grafik gaya tarik maksimum ke-4 model

Fourstar TLP

Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa ke-4 model

Fourstar TLP, gaya tarik pada maksimum pada

pembebanan 10 tahunan mengalami penurunan yang


15

cukup signifikan pada ke-3 model variasi

perpanjangan pontoon . Tetapi akibat pemanjangan

pontoon 5% untuk Fourstar 1(model 2), perubahan

gaya tarik yang terjadi relatif tetap. Hal ini

dikarenakan respons gerakan yang semakin kecil

nilainya bila pertambahan panjang pontoon

mencapai 15% . Sedangkan pola grafik mempunyai

trendline eksponensial seperti penurunan hingga

Fourstar 3 (model 4).

Tabel 7 Presentase penurunan gaya tarik pada Ke-4 model

Fourstar TLP

Model Penurunan Tarik (kN)

%

Fourstar TLP-1 0.00 100.00 0

Fourstar 1 32.50 99.68 0.33

Fourstar 2 184.40 98.16 1.84

Fourstar 3 338.90 96.61 3.39

Nilai gaya tarik maksimum pada tendon yang terjadi

pada masing-masing model Fourstar TLP ini yang

kemudian akan dipakai sebagai input force pada

pemodelan analisa lokal distribusi tegangan pada

sambungan pontoon dengan hull menggunakan

ANSYS 11.

4 Analisa Tegangan Pontoon dengan Hull

Tahap pertama dalam analisa tegangan pada ANSYS

11 adalah dengan melakukan pemodelan yang sebisa

mungkin dapat mewakili keadaan struktur yang

sebenarnya. Karena keterbatasan data konfigurasi

struktur Fourstar TLP pada pontoon dan hull maka

simplifikasi model dilakukan dengan mengacu pada

data konfigurasi struktur TLP A West Seno,

terutama untuk konfigurasi girder dan stiffner di

sepanjang pontoon. Tetapi pemodelan tetap

mengacu data dimensi dari Fourstar TLP-1 hingga

model struktur yang divariasikan panjang pontoon-

nya.

Gambar 37 Permodelan girder dan stiffner pada

pontoon dan hull

Setelah pemodelan selesai dilakukan meshing

terhadap model yang telah dibuat.

Gambar 38 Meshing terhadap model

Langkah ketiga adalah pemberian constraint

yang berupa displacement jika pada ANSYS

dan pembebanan pada model sesuai dengan

keadaan struktur saat terdistribusi beban dari

tendon akibat gaya tarik. Constraint pada model

yang akan dianalisa adalah bagian samping pada

hull dan bagian atas hull (kolom)

Gambar 39 Pemberian constraint terhadap model

Gaya yang bekerja pada struktur merupakan

gaya tarik (tension) pada tendon porch yang

terdapat di dalam pontoon. Gaya yang diberikan

pada model dalam bentuk gaya terpusat kearah

sumbu –Z. Input gaya tarik berupa force

didapatkan dari output MOSES 6 saat struktur

kondisi tertambat.

Dari hasil running ANSYS 11, maka didapatkan

hasil tegangan von misses yang maksimum

yang terjadi pada sambungan hull dan pontoon.

Gambar 40 Tegangan Von Misses Fourstar TLP-1


16

Tabel 8 Summary harga tegangan maksimum

Model

Tegangan

Maksimum

(Mpa)

Defleksi

(m)

Fourstar TLP-1 1320.015 0.67

Fourstar 1 1347.023 0.7

Fourstar 2 1371.071 0.74

Fourstar 3 1396.038 0.82

Gambar 41 Grafik perubahan tegangan pada daerah hull-

pontoon

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa

semakin panjang variasi pemanjangan pontoon,

semakin besar pula tegangan yang terjadi pda

pontoon dan sambungannya pada hull Dari

grafik diatas menunjukkan bahwa tren

perubahan tegangan terhadap perubahan

panjang pontoon relative linear. Pada Fourstar 3

(model 4) terdapat tegangan paling besar

dikarenakan pertambahan panjang pontoon

paling panjang hingga terdeformasi paling

besar. Hal ini berkaitan dengan hukum Hooke

bahwa jika terjadi deformasi yang semakin

besar maka semakin besar pula tegangan yang

terjadi.

5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Dari Tugas akhir ini yang telah dilakukan,

dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari statistik gerakan dan seluruh grafik

pengaruh variasi hasil pemanjangan pontoon

terhadap gerakan MCH-TLP Seastar dan

Fourstar pada 6 derajat kebebasan , dapat

disimpulkan bahwa variasi pemanjangan

pontoon berpengaruh signifikan terhadap

gerakan surge , roll dan yaw untuk Seastar,

sedangkan pada Fourstar variasi pemanjangan

pontoon berpengaruh signifikan terhadap

gerakan roll dan yaw. Untuk gerakan yang lain,

adanya variasi pemanjangan pontoon tidak

terlalu berpengaruh secara signifikan. Hal ini

dapat disebabkan karena pada analisa gerakan

translasi struktur MCH-TLP diasumsikan

sebagai sebuah titik massa (lumped mass),

sehingga variasi pemanjangan pontoon pada

Seastar dan Fourstar tidak memberikan

pengaruh yang signifikan terhadap keseluruhan

gerakan translasi MCH-TLP. Tetapi hal

sebaliknya terjadi pada analisa gerakan

rotasional (roll, pitch dan yaw), variasi

pemanjangan pontoon memberikan pengaruh

yang signifikan terhadap perubahan momen

inersia dan jari-jari girasi, dimana gerakan

rotasional sangat dipengaruhi oleh panjang

lengan momen (jari-jari girasi).

5.2 Saran Saran yang dapat diberikan untuk penelitian

lebih lanjut , antara lain:

1. Perlu dilakukan penelitian lebih mendalam

untuk mengetahui parameter apa saja yang

berpengaruh terhadap gerakan MCH-TLP

Seastar dan Fourstar, juga distribusi

tegangan selain pemanjangan ukuran

panjang pontoon.

2. Perlunya detail yang lebih akurat pada

komponen struktur eperti tebal plat,

stiffner, girder dan penguat yang lain pada

pontoon dan hull untuk pendisrtibusian

tegangan .

3. Perlunya dilakukan analisa respons dinamis

untuk variasi draft hingga kondisi extreme.

DAFTAR PUSTAKA

ABS MODU .2001. Rules for BUILDING and

CLASSING MOBILE OFFSHORE

DRILLING UNIT part 3. American

Bureau of Shipping. Houston

API RP 2T. 1987. Recommended Practice for

Planning, Designing, and Constructing

Tension Leg Platforms. American

Petroleum Institute.

Adrezin, Ron & Haym B.1999.Response of a

Tension Leg Paltform to Stocastic Wave

Forces. Journal of Probabilistic

Engineering Mechanic

Bhattacharyya, R. (1972). Dynamics of Marine

Vehicles. John Wileys & Sons. New york

Capanoglu, C.(1979).Tension Leg Paltform Design:

Interction of Naval Architectural and

Structural Design Considerations. Journal

of Ocean Engineering.2001


17

Chakrabarti, S.K.(1986). Hydrodynamics of

Offshore Structure. Computational

Mechanics Publ. Berlin

Chandrasekaran, S., dan Jain, A. K. 2002. Dynamic

behaviour of square and triangular

offshore tension leg platforms under

regularwave loads. Elsevier : Ocean

Engineering. 29: 279—313

Djatmiko,E.B.(2003). Dynamic Analysis. Kursus

Singkat Offshore Struktur Design

Modelling.Ocean EngineeringTraining

Center.Surabaya

DNV–OS-J101.(2004). Design of Offshore Wind

Turbine Structure. Det Norske Veritas

Faltinsen, Odd M., (1979). Sea Load and Motion of

Marine Structures. The Norwegian

Institute of Technology.

Faltinsen,Odd M and Zeki Demirbilek .

(1989).Hydrodynamics analysis of TLPs

(Tension Leg Platform: A State Of The

Art Review). American Society of Civil

Engineers.New York

Indiyono, P. (2004). Hidrodinamika Bangunan

Lepas Pantai. Penerbit SIC. Surabaya

Litton, Richard W. (1989). TLP’s and other

deepwater platforms. (Tension Leg

Platform: A State of the Art Review ).

American society of civil engineers. New

York

Murdjito. (2003). Conceptual Design and Offshore

Structure. Kursus Singkat Offshore

Struktur Design and Modelling. Ocean

Engineering Training Center. Surabaya

Popov, E.P (1978). Mekanika Teknik edisi 2.

Prentice-Hall. New Jersey. USA

Soegiono. (2004). Teknologi Produksi dan

Perawatan Bangunan Laut. Airlangga

University Press. Surabaya

Sutomo, J. 1999. Handout Hidrodinamika II.

Surabaya : FTK – ITS.

Cahyono, E. R .(2008). Analisa Tegangan

Extended Pontoon Pada Triangular

Tension Leg Platform. Tugas Akhir. JTK-

FTK ITS . Surabaya

Ramadhani, L.(2007). Studi Komparasi Dinamis

Square Tension Leg Platform dan Mono

Column Hull Tension Leg Platform. Tugas Akhir. JTK-FTK ITS . Surabaya

jurnal - tugas akhir , teknik kelautan (2010) analisa...

Documents