Hidrofoil adalah sebuah kapal dengan bagian seperti sayap yang dipasang pada penyangga di bawah lambung kapal. Ketika kapal meningkatkan kecepatannya, hidrofoil memproduksi gaya angkat sehingga lambungnya terangkat dan keluar dari air. Ini menyebabkan pengurangan gesekan dan oleh karena itu peningkatan dalam kecepatan. Pemilihan foil menjadi salah satu aspek yang penting dalam meningkatkan prinsip kerja kapal (Adji, 2017). Geometri foil yang dirancang dalam penelitian ini diharapkan mampu menghasilkan gaya angkat (lift) yang maksimal serta menghasilkan gaya hambat (drag) seminimal mungkin pada waktu yang bersamaan. Sehingga nantinya geometri foil pada kapal hidrofoil tersebut adalah yang memiliki rasio koefisien gaya angkat (CL) terhadap koefisien gaya hambat (CD) paling besar (CL/CD maksimum). Selanjutnya proses optimasi menggunakan Particle Swarm Optimization (PSO) untuk mendapatkan nilai CL/CD maksimum. Metodologi penelitian dilakukan melalui empat tahapan yaitu 1) penentuan sudut serang dan Bilangan Reynold; 2) penentuan foil NACA 63(3)018 3) iterasi dengan XFoil solver, 4) proses optimasi menggunakan GNU Octave 4.4.1. Hasil penelitian menunjukkan validasi pada MA409 menghasilkan nilai CL metode panel yang cukup baik dan akurat dengan rata-rata kesalahan sebesar 3.65%, sedangkan validasi untuk CD rata-rata kesalahan 9.31%. Hasil ini dalam toleransi yang diijinkan sesuai literatur Reid (2016) yaitu dibawah 9.5%. Kesimpulan penelitian adalah nilai rasio gaya angkat terhadap gaya hambat (CL/CD) maksimum dipengaruhi oleh bilangan Reynold. Semakin besar bilangan Reynold maka nilai CL/CD maksimum juga semakin tinggi. Ketebalan (thickness) dan camber maksimum hidrofoil setelah dioptimasi mempunyai kecenderungan semakin meningkat dengan peningkatan bilangan Reynold.
Foil is a ship installed wings at bottom of hull support. If the speed's ship increases, foil will produce a lift that causes the hull rised and exit from the water. Therefore, there will be a reduction in friction force that results in the ship's velocity increase. The choice of foil is important to improve the ship performance. The study aims to compare 2 optimization methods, namely Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm (PSO) produce maximum lift and minimum drag. The designed foil is Joukowsky type with angle of attack 2°, 4°, 6°, 8°, 10° and 150,000 Reynold numbers. The method is used to state initial geometry of Joukowsky foil, iterated JavaFoil, optimized by GA and PSO using GNU Octave software. They are compared foil produces the maximum optimum CL/CD value. Validation of lift coefficient (CL) and drag (CD) Airfoil S9000 is almost similiar with the Williamson experiment. Stall is at angle of attack 9.3 , with CL error of 3.66%, CD error of 6.83%. It results in the allowed tolerances are below 9.5%. Validation with JavaFoil Solver shows accurate results, with error of 4.15%. GA optimization produces CL/CD averages of 41,777 so it grows 6,544%. Whereas the CL/CD average PSO is 36,197, improve of 4,793%. GA optimization has a fairly high convergence speed at the first, then followed by stagnation process, the resulted solution improves significantly. PSO is focused on local search so convergence is difficult to achieve. The recommended foil optimization is to use GA.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.