Studi Numerik Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular Dengan Penempatan Airfoil Di Posisi Belakang

Hutagalung, Sylvia Theresia (2023) Studi Numerik Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular Dengan Penempatan Airfoil Di Posisi Belakang. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000030-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (8MB)

Abstract

Dalam dunia teknik, penerapan ilmu mekanika fluida banyak ditemui dan berperan penting. Salah satu aplikasi ilmu pengetahuan mekanika fluida mengutamakan cakupan pada fenomena suatu saluran dan/atau silinder yang dilalui oleh aliran fluida. Salah satu fenomena yang sedang diteliti oleh para peneliti saat ini adalah aliran fluida yang melintasi susunan bluff body berbentuk silinder. Konsep boundary layer yang ditemukan oleh Ludwig Prandtl pada tahun 1904 menjadi dasar berkembangnya para peneliti melakukan analisis dan kajian mengenai topik bluff body tersebut. Penerapan bluff body pada umumnya menggunakan geometri berupa bentuk sirkular atau elips. Dalam penelitian Ludwig Prandtl, boundary layer dapat dijelaskan sebagai lapisan batas yang terbentuk di sekitar aliran fluida dekat permukaan menyebabkan gesekan yang signifikan. Contoh pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari meliputi aerodinamika yakni seperti pada pesawat terbang, hidrodinamika yakni seperti aliran pada di dalam atau di luar pipa saluran air atau heat exchanger, dan sebagainya. Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, hasilnya menunjukkan bahwa adanya gaya hambat yang timbul pada aliran tersebut, maka dari itu dilakukan penelitian dengan metode numerik yang berguna untuk mengurangi gaya hambat pada silinder sirkular dengan penambahan bodi pengganggu berupa airfoil. Penelitian secara numerik dilakukan dengan software Fluent 2021 R2 menggunakan diameter silinder sirkular, D = 36 mm dan chord length sama yaitu, c = 36 mm. Bilangan Reynolds sebesar, Re = 2.01x104 . Variasi yang digunakan pada penelitian ini adalah variasi jenis airfoil (NACA 0012, NACA 0018, NACA 0024) dengan variasi jarak dari trailing edge silinder sirkular utama terhadap jarak longitudinal (S/D = 0.2; 0.4; 1; 1.4). Untuk penelitian secara numerik menggunakan solver dua dimensi (2D) unsteady flow dengan turbulance viscous model k-ω Shear Stress Transport. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa adanya penambahan airfoil di belakang silinder sirkular dapat mereduksi koefisien drag (CD). Didapatkan reduksi koefisien drag (CD) paling efektif dihasilkan pada konfigurasi NACA 0012 jarak longitudinal (S/D) 1 sebesar 18,5%. Sedangkan reduksi koefisien drag (CD) terendah dihasilkan pada konfigurasi NACA 0024 jarak longitudinal (S/D) 0,6 sebesar 11,3%.
==================================================================================================================================
The application of fluid mechanics is widely found and plays an important role. One of the applications of fluid mechanics prioritizes coverage of the phenomenon of a channel and/or cylinder through which fluid flows. One of the phenomena being studied by researchers today is fluid flow across a cylindrical bluff body arrangement. The boundary layer concept discovered by Ludwig Prandtl in 1904 became the basis for the development of researchers to analyze and study the topic of the bluff body. The application of bluff bodies generally uses geometry in the form of circular or elliptical shapes. In Ludwig Prandtl's research, the boundary layer can be explained as a boundary layer that forms around the fluid flow near the surface causing significant friction. Examples of applications in everyday life include aerodynamics, such as in airplanes, hydrodynamics, such as flow inside or outside a water pipe or heat exchanger. From the research that has been done before, the results show that there is a drag that arises in the flow, therefore research is carried out with a numerical method that is useful for reducing drag on a circular cylinder with the addition of a disturbing body in the form of an airfoil. Numerical research was carried out with Fluent 2021 R2 software using a circular cylinder diameter, D = 36 mm and the same chord length, c = 36 mm. The Reynolds number is Re = 2.01x104. The variations used in this study are variations in airfoil types (NACA 0012, NACA 0018, NACA 0024) with variations in the distance from the trailing edge of the main circular cylinder to the leading edge of the airfoil (S/D = 0.2; 0.4; 1; 1.4). For numerical research using two-dimensional (2D) unsteady flow solver with turbulance viscous model k-ω Shear Stress Transport. The simulation results, obtained that the addition of airfoil behind the circular cylinder can reduce the drag coefficient (CD). The most effective drag coefficient reduction (CD) is obtained in the NACA 0012 configuration with a longitudinal distance (S/D) of 1 by 18.5%. While the lowest drag coefficient reduction (CD) was produced in the NACA 0024 configuration with a longitudinal distance (S/D) of 0.6 by 11.3%.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Koefisien drag pressure, Bodi Pengganggu, Bluff Body; Pressure drag coefficient, Disturbance body, Bluff body
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ820 Wind power
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Sylvia Theresia Hutagalung
Date Deposited:	04 Oct 2023 02:47
Last Modified:	04 Oct 2023 02:47
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102684

Actions (login required)

View Item