Studi Numerik Pengaruh Penambahan Bodi Penggaggu Terhadap Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Utama

Fadilah, Edwin (2014) Studi Numerik Pengaruh Penambahan Bodi Penggaggu Terhadap Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Utama. Other thesis, Insititut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2111106018_Undergraduate_Thesis.pdf Download (2MB)

Abstract

Aliran fluida yang melewati suatu konstruksi bluff body berupa silinder, akan membentuk boundary layer pada sisi upper dan lower akibat pengaruh tegangan geser. Jika momentum aliran fluida tidak mampu untuk melawan efek gesekan dan adverse pressure gradient, maka boundary layer akan mengalami pemisahan dari kontur silinder sehingga terjadilah separasi aliran. Adanya separasi aliran akan menghasilkan area wake di belakang silinder yang mengakibatkan gaya drag. Semakin lebar wake maka gaya drag yang terjadi juga semakin besar. Penelitian tentang usaha untuk mereduksi gaya drag sudah banyak dilakukan. Usaha untuk mereduksi gaya hambat terdiri dari beberapa macam cara, seperti pemberian kekasaran permukaan, pemotongan silinder dengan sudut potong tertentu, dan dengan penambahan bodi pengganggu di depan silinder utama. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh bodi pengganggu yang menempel pada silinder utama terhadap karakteristik aliran fluida. Bentuk dari bodi pengganggu adalah silinder sirkular yang tepat menempel pada silinder utama. Diameter bodi pengganggu (d) sebesar 2 mm sedangkan posisi sudut bodi pengganggu adalah α = 100, 200, 300,400. Diameter silinder utama dari penelitian ini adalah 32 mm. Bilangan Reynolds (ReD) yang digunakan adalah 2 x 104 dan 4 x 104 berdasarkan pada diameter silinder utama dan kecepatan freestream. Studi akan dilakukan secara numerik steady dua dimensi (2D) dengan model turbulensi k–ω Shear Stress Transport (k–ω SST). Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa terjadi fenomena separasi dan reattachment boundary layer pada silinder dengan penambahan bodi pengganggu. Fenomena tersebut dapat dilihat pada visualisasi velocity pathline yang ditandai dengan adanya separasi bubble. Namun secara keseluruhan separasi bubble yang terjadi masih belum efektif untuk menunda separasi, kecuali pada sudut α = 10° dengan Re 4 x 104 yang terjadi penundaan separasi. Selain itu nilai CDt secara keseluruhan dengan penambahan bodi pengganggu belum dapat menurunkan CDt. Pada Re 4 x 104 dengan sudut pengganggu α = 10° nilai CDt dapat menurun sedangkan pada konfigurasi yang lain mengakibatkan nilai CDt naik.
=============================================================================================================================
When fluid flow passes a bluff body such as a cylinder, it will make a boundary layer on the upper and lower sides due to the effect of shear stress. If the momentum of fluid flow is not able to overcome the effect of shear stress and adverse pressure gradient, the boundary layer will separate from the contour of the cylinder. The existence of flow separation results in a wake behind the cylinder that resulting drag force. Wider wake increases the drag force. Researches on efforts to reduce the drag force had been done. Efforts to reduce the drag force encompass several different ways, such as addition of surface roughness, cutting cylinder with a certain cut angle, and addition of disturbance body in front of the main cylinder. The purpose of this study is to determine the effect of a disturbance body attached on the main cylinder on the characteristics of fluid flow. The shape of the disturbance body is circular. The diameter of disturbance body (d) is 2 mm, while the position angles of the disturbance body are (α) = 10°, 20°, 30° and 40° respectively. The diameter of the main cylinder (D) is 32 mm. Reynolds numbers (ReD) of this study are 2 x 104 and 4 x 104 based on the diameter and freestream velocity. Numerical study used 2D steady modelling using software Gambit 2.4.6 and Fluent 6.3.26. Gambit software is used to create the geometry, and Fluent software is used to simulate the flow. Turbulence model used in this study is k–ω Shear Stress Transport (k–ω SST). The results of this study indicate that there is separation and reattachment phenomena on the cylinder body with the addition of disturbance body. These phenomena can be seen in the velocity pathline visualization characterized by the bubble separation. Overall bubble separations are not effective to delay separation, except for the disturbance at angle α = 10° with Re 4 x 104. Overall CDt with the addition of disturbance body cannot be decreased.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 620.106 4 Fad s-1, 2024
Uncontrolled Keywords:	Silinder sirkular, bodi penggangu, k–ω SST, koefisien drag (CD), koefisien tekanan (Cp), Circular cylinder, disturbance body, drag coefficient (CD), pressure coefficient (Cp).
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC151 Fluid dynamics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Electrical Engineering > 20201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	19 Jan 2024 03:24
Last Modified:	19 Jan 2024 03:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/105569

Actions (login required)

View Item