MODEL MATEMATIK GELOMBANG PANJANG MENGGUNAKAN METODE KARAKTERISTIK Studi Kasus Potensi Energi Listrik Pasang Surut Di Teluk Ambon

NAWAWI BADRI SAIMIMA, Prof. Ir. Radianta Triadmadja, Ph.D.

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Gelombang adalah manifestasi dari gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Gelombang pasang surut dibangkitkan oleh gaya tarik menarik antara bumi-bulanmatahari yang sifatnya periodik sehingga dapat diprediksi. Pada penelitian ini, dilakukan pemodelan, simulasi dan analisis pasang surut di Teluk Ambon saat Neap Tide dan Spring Tide (masing-masing 24 jam), untuk memperoleh pola arus pasang surut dan gambaran potensi energi listrik dari prosesnya. Simulasi dilakukan secara numerik (Model Matematik Gelombang Panjang) menggunakan Metode Karteristik Interpolasi Kuadratik dengan bahasa pemograman Visual Basic (VB). Input gelombang pada syarat batas terbuka yang bekerja pada mulut teluk sementara di sekitar teluk dianggap sebagai syarat batas tertutup dan reflektif. Kondisi batas reflektif sangat baik diterapkan pada gelombang panjang, seperti gelombang pasang surut. Pola arus dimodelkan dalam bentuk dua dimensi dengan asumsi, arus hanya dipengaruhi oleh pasang surut. Simulasi dilakukan pada kondisi sebelum rekayasa dan kondisi rekayasa saluran dengan lebar saluran S = 150 m, menggunakan s = 200 m; ukuran grid (80 x 80); t = 0,9 detik (Cr = 0,345) dan kedalaman minimum komputasi damin = -6,7 m. Daya dari model dievaluasi dengan rumus P = 9,81 Qh (KW), dimana Debit dalam m 3 /det dan head dalam m. Hasil simulasi pada jam ke 19,7 (spring kondisi Rekayasa akan segera surut) menunjukkan bahwa ada terjadi kehilangan daya, yaitu dengan adanya selisih debit Q asli dengan debit Q rekayasa sebesar 64.98 m 3 /det, yang artinya bahwa ada volume teluk yang seharusnya terisi saat pasang kondisi asli ternyata tidak terisi penuh saat kondisi rekayasa akibat air akan segera surut. Daya maksimum akibat pasang-surut terjadi saat jam ke 12.65 sebesar 1,173.65 KW. Kandungan energi akibat pasang-surut di Teluk Ambon Dalam (TAD) sebesar 804,41 KNm . Dari hasil simulasi, energi yang bisa diambil, misalnya dari jam ke 9,3 sampai jam ke 16,0 (6,7 jam) waktu simulasi saat spring tide sebesar 4,168.99 KWh, daya rata-rata per jam pada segmen ini sebesar 622.24 KW.

Wave is a manifestation of the forces acting on the fluid. Tidal wave generated by the attractive forces between the earth-moon-sun so that the periodic nature can be unpredictable. In this study does modeling, simulation and analysis of the tides at the Bay of Ambon and Spring Tide Neap Tide (each 24 hours) to obtain tidal flow patterns and an overview of the potential electric energy of the process. Performed numerical simulations (Mathematical Models wave length) using Quadratic Interpolation Method of Characteristics with the programming language Visual Basic (VB). The input wave at the open boundary condition that occurs in the mouth of the bay while around the bay is considered as closed and reflective boundary conditions. Excellent reflective boundary conditions are applied to the wave length, such as tidal waves. Modeled the flow pattern in the form of two-dimensional assumption, the flow is only affected by the tides. Simulations performed on the pre-engineering and engineering conditions of the channel with the channel width S = 150 m, using a? S = 200 m grid size (80 x 80);? T = 0.9 seconds (Cr = 0.345) and a minimum depth of computing dmin = -6,7 m. Power of the model are evaluated by the formula P = 9.81 QH (KW), where Q in m 3 /s and head h in m. The results of the simulation at 19.7 (spring conditions will soon subside Engineering) indicates that there is going to lose power, namely the difference between the volume of Q before engineering and Q engineering is 64.98 m3, which means that there is a volume that should be bay filled at high tide the original condition was not fully charged when the condition of engineering due to the water will soon recede. The maximum power from the tides occur during business hours to 12.65 at 1,173.65 KW. Energy content due to the tides in the Bay of Ambon in (TAD) of 804.41 KNm. From the simulation results, the energy that can be taken, for example, from hour to 9.3 up to 16.0 hours (6.7 hours) while the simulation time of spring tide 4,168.99 KWh, the average power per hour on this segment of 622.24 KW.

Kata Kunci : metode karakteristik, simulasi numerik, arus pasang-surut, Teluk Ambon