Analysis of Magnus Turbine Addition on a 1700 DWT Tanker Using Computational Fluid Dynamics Simulation
Abstract
Turbin magnus merupakan turbin yang berfungsi sebagai sistem propulsi tambahan pada kapal dengan tujuan meningkatkan efisiensi energi dan mengurangi emisi gas buang. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis perbandingan performa turbin magnus tipe flettner rotor dan thom rotor terhadap koefisien lift (Cℓ), koefisien drag (Cd), gaya thrust (Fr), serta hambatan total baru kapal (RT New). Metode penelitian menggunakan simulasi berbasis Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan menggunakan software Ansys Fluent 2025 R1 Student Version. Hasil penelitian menunjukkan bahwa turbin magnus tipe thom rotor memiliki nilai Cℓ lebih tinggi sebesar 0,3364; 0,3276; 0,3157 pada kecepatan 5 m/s, 10 m/s, dan 15 m/s dibandingkan flettner rotor sebesar 0,2785; 0,2508; 0,2442 pada kecepatan 5 m/s, 10 m/s, dan 15 m/s dengan penurunan nilai lebih stabil pada variasi kecepatan angin. Sedangkan nilai Cd thom rotor sebesar 0,6487; 0,5333; 0,4959 pada kecepatan 5 m/s, 10 m/s, dan 15 m/s juga lebih besar dibandingkan flettner rotor sebesar 0,5705; 0,4537; 0,4229 pada kecepatan 5 m/s, 10 m/s, dan 15 m/s. Perhitungan gaya thrust (Fr) menunjukkan peningkatan signifikan pada kedua tipe rotor seiring kenaikan kecepatan aliran, dengan kontribusi terbesar pada thom rotor. Hambatan total baru kapal (RT New) menurun secara relatif terhadap kondisi awal, menandakan adanya efisiensi propulsi tambahan. Maka penambahan turbin magnus mampu memberikan gaya dorong tambahan, mengurangi hambatan total, serta meningkatkan efisiensi operasional kapal. Thom rotor menghasilkan gaya angkat yang lebih stabil, sementara flettner rotor lebih efisien dalam menekan hambatan, sehingga pemilihan tipe rotor dapat disesuaikan dengan kebutuhan operasional kapal.
References
Aktharuzzaman, M., Sarker, M. S., Safa, W., Sharah, N., & Salam, M. A. (2017). Development of an Experimental Setup for Analyzing the Influence of Magnus Effect on the Performance of Airfoil. AIP Conference Proceedings, 1919(1), 1–8.
Alias, M. S., Rafie, A. S. M., Marzuki, O. F., Hamid, M. F. A., & Chia, C. C. (2017). Two Dimensional Numerical Analysis of Aerodynamic Characteristics for Rotating Cylinder on Concentrated Air Flow. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 270(1), 1–7. https://doi.org/10.1088/1757-899X/270/1/012003
Ammar, N. R., & Seddiek, I. (2021). Wind Assisted Propulsion System Onboard Ships Case Study Flettner Rotors. Ships and Offshore Structures, 17(3), 1–12. https://doi.org/10.1080/17445302.2021.1937797
Bai, X., Ji, C., Grant, P., Phillips, N., Oza, U., Avital, E. J., & Williams, J. J. R. (2021). Turbulent Flow Simulation of a Single-Blade Magnus Rotor. Advances in Aerodynamics, 3(19), 1–22. https://doi.org/10.1186/s42774-021-00068-9
Cook, B. G. (2022). Design Considerations of a Magnus Effect Flettner Rotorcraft (Vol. 1). Liberty University.
Craft, T., Johnson, N., & Launder, B. (2014). Back to the Future? A Re-examination of the Aerodynamics of Flettner-Thom Rotors for Maritime Propulsion. Flow, Turbulence and Combustion, 92(1), 413–427. https://doi.org/10.1007/s10494-013-9486-4
De Marco, A., Mancini, S., Pensa, C., Calise, G., & De Luca, F. (2016). Flettner Rotor Concept for Marine Applications: A Systematic Study. International Journal of Rotating Machinery, 2016(1), 1–12. https://doi.org/https://doi.org/10.1155/2016/3458750
Dyusembaeva, A., Tanasheva, N., Tussypbayeva, A., Bakhtybekova, A., Kutumova, Z., Kyzdarbekova, S., & Mukhamedrakhim, A. (2024). Numerical Simulation to Investigate the Effect of Adding a Fixed Blade to a Magnus Wind Turbine. Energies, 17(16), 4054.
Firas, M. R., Naga, M. H. B., & Assidiq, F. M. (2023). Review Analisis Penguatan Struktural Pelabuhan Dan Interaksi Shiphull Menurut Fluid Drag Forces (Menggunakan Metode CFD) Selama Masa Pakai Pelabuhan Yang Diharapkan. Zona Laut Jurnal Inovasi Sains Dan Teknologi Kelautan, 4(1), 35–44.
Gharagozloo, A. H., Negahdari, M. R., & Ebrahimi, A. (2021). Numerical Study on Body Form of Flettner Sail Using Computational Fluid Dynamics. IJMT, 16(0), 63–71. http://ijmt.ir/article-1-774-en.html
Hamdani, L. A., Zakki, A. F., & Tuswan. (2024). Analisa Pengaruh Flettner Rotor Terhadap Hambatan Total Kapal Tanker 6500 DWT Dengan Metode CFD. Jurnal Teknik Perkapalan, 20(10), 1–9.
Jiang, B., Li, J., & Gong, C. (2018). Maritime Shipping and Export Trade on “Maritime Silk Road.” The Asian Journal of Shipping and Logistics, 34(2), 83–90. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ajsl.2018.06.005
Kacprzak, K., Liskiewicz, G., & Sobczak, K. (2013). Numerical Investigation of Conventional and Modified Savonius Wind Turbines. Renewable Energy, 60(1), 578–585. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.06.009
Kenyon, K. E. (2016). On the Magnus Effect. Natural Science, 8(2), 49–52.
Lathifah, H., . S., & . Y. (2023). Analisis Potensi Pemanfaatan Energi Angin Sebagai Sumber Energi Listrik Di Indonesia. Jurnal Pendidikan, Sains Dan Teknologi, 2(3), 1005–1009. https://doi.org/10.47233/jpst.v2i4.1330
Marsudi, S., Maulana, G. H., & Wahyudi, M. R. B. (2024). Analisis Dampak Penggunaan Teknologi Propulsi Berbasis Bahan Bakar Alternatif Pada Emisi Gas Rumah Kaca: Kasus Kapal Feri Rute Pendek. Proceedings, 1(1), 178–185.
Pearson, D. (2014). The Use of Flettner Rotors in Efficient Ship Design. RINA, Royal Institution of Naval Architects - Influence of EEDI on Ship Design 2014, 1(1), 162–169.
Seifert, J. (2012). A Review of the Magnus Effect in Aeronautics. Progress in Aerospace Sciences, 55(2147), 17–45. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2012.07.001
Younoussi, S., & Ettaouil, A. (2024). Calibration Method of the k-ω SST Turbulence Model for Wind Turbine Performance Prediction Near Stall Condition. Heliyon, 10(1), 1–14.
Yunianto, A. H., & Suhendra, T. (2017). Perhitungan Koefisien Drag dan Kooefisien Lift pada Lambung Kapal Katamaran Simetris (Symmetrical) dan Tidak Simetris (Asymmetrical). Jurnal Sustainable: Jurnal Hasil Penelitian Dan Industri Terapan, 6(2), 68–73.
Submitted
Copyright (c) 2025 Jurnal Vokasi Mekanika (VoMek)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.svg_.png)
