Simulasi Numerik Pengaruh Rake Angle Terhadap Performa Thrust Ducted Propeller Pada Remotely Operated Vehicle

Cendy Septiansyah, Dr. Setyawan Bekti Wibowo S.T., M.Eng.

2025 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

Remotely Operated Vehicle (ROV) adalah robot bawah air yang digunakan untuk melakukan misi tertentu. Dalam beberapa dekade terakhir, penggunaan ROV meningkat pesat yang mendorong kebutuhan akan riset terhadap komponen ROV. Salah satu komponen penting yang  memengaruhi performa ROV secara keseluruhan adalah thruster. Ada banyak jenis thruster yang bisa digunakan, ducted propeller adalah yang paling umum digunakan pada ROV. Banyak parameter yang mempengaruhi performa ducted propeller, salah satunya adalah rake angle. Penelitian ini menganalisis performa ducted propeller dengan propeller Wageningen B4-70 dan nozzle 19A, dengan variasi rake angle pada 0°, 5°, 10°, dan 15°. Proses penelitian dilakukan dengan simulasi numerik menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent, dengan propeller yang disimulasikan berputar pada variasi kecepatan 1000, 2000, dan 5000 RPM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kecepatan1000 dan 2000 RPM, ducted propeller yang menghasilkan thrust terbesar adalah variasi rake angle 5°, masing-masing sebesar 213 N dan 460 N. Sedangkan, pada kecepatan 5000 RPM, thrust terbesar dihasilkan oleh variasi rake angle 10° dengan nilai 1755 N. Nilai efficiency tertinggi dihasilkan pada kecepatan putar 1000 RPM oleh variasi rake angle 0° dengan nilai 0,839 . Sedangkan pada kecepatan 2000 dan 5000 RPM efficiency terbesar dihasilkan oleh variasi rake angle 5°, masing-masing sebesar 0,36 dan 0,13. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa ducted propeller dengan variasi rake angle 5° adalah yang paling optimal. 

Remotely Operated Vehicle (ROV) is an underwater robot used to perform specific missions. Over the past few decades, the use of ROVs has increased significantly, leading to a growing need for research on their components. One of the most important components that affects the overall performance of an ROV is the thruster. Among various types of thrusters, the ducted propeller is the most commonly used. Many parameters influence the performance of a ducted propeller, one of which is the rake angle. This study analyses the performance of a ducted propeller using the Wageningen B4-70 propeller and a 19A nozzle, with rake angle variations of 0°, 5°, 10°, and 15°. The research was conducted through numerical simulations using ANSYS Fluent, with the propeller rotating at speeds of 1000, 2000, and 5000 RPM. The results show that at 1000 and 2000 RPM, the ducted propeller with a 5° rake angle produced the highest thrust, at 213 N and 460 N, respectively. Meanwhile, at 5000 RPM, the highest thrust was produced by the 10° rake angle variation, reaching 1755 N. The highest efficiency was obtained at 1000 RPM by the 0° rake angle variation, with a value of 0.839, while at 2000 and 5000 RPM, the 5° rake angle produced the highest efficiency, at 0.36 and 0.13, respectively. Based on these results, the ducted propeller with a 5° rake angle shows the most optimal performance.

Kata Kunci : Numerical simulation, Ducted propeller, Rake angle, Thrust, ROV