Studi Numerik Pengaruh Variasi Pitch dan Sudut Datang Aliran terhadap Gaya Fluida pada Silinder Rigid dengan Helical Rods Ber-Gap

Syarifuddin, Arief (2015) Studi Numerik Pengaruh Variasi Pitch dan Sudut Datang Aliran terhadap Gaya Fluida pada Silinder Rigid dengan Helical Rods Ber-Gap. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
4113201002-Master Thesis.pdf - Published Version

Download (2MB) | Preview

Abstract

Vortex Induced Vibration (VIV) merupakan salah satu penyebab terjadinya kelelahan pada struktur silindris bangunan lepas pantai yang berada pada medan aliran fluida (misalnya: riser, tendon, mooring lines, dll.). VIV menyebabkan struktur tersebut bergetar atau berosilasi dengan frekuensi tertentu. Osilasi ini akan menyebabkan kelelahan yang selanjutnya dapat mengakibatkan kegagalan struktur. Pada tesis ini silinder terpasang fixed, sehingga tinjauan penelitian hanya untuk gaya fluida dan pola distribusi kecepatan partikel di sekitar silinder yang disebabkan vortex shedding. Banyak peneliti berupaya untuk mengurangi dampak yang dihasilkan oleh adanya VIV, salah satunya adalah dengan memasang passive suppression device pada silinder. Salah satu passive suppression device yang efektif mengurangi VIV adalah helical rods ber-gap. Pada tesis ini akan membahas pengaruh dari dilakukannya beberapa variasi sudut datang aliran, Reynolds number (Re), panjang pitch dan gap pada silinder dengan helical rods ber-gap terhadap gaya fluida dan pola distribusi kecepatan partikel di sekitar silinder. Hasil simulasi CFD menunjukkan bahwa konfigurasi helical rods bergap yang terbaik dalam mereduksi gaya fluida adalah konfigurasi dengan rasio g/D = 0.154 dan panjang pitch 30D. Untuk sudut datang aliran 0° mampu mereduksi CD sebesar 37.59% pada Re = 106 dan mereduksi CL sebesar 88.32% untuk Re = 103. Sedangkan untuk sudut datang aliran 60° mampu mereduksi CD sebesar 35.91% dan CL sebesar 99.83% pada Re = 106. Adanya pemasangan helical rods ber-gap untuk semua variasi Re akan menyebabkan pengurangan kecepatan partikel fluida di sekitar silinder yang dapat dilihat dari pola distribusi kecepatan partikel fluida yang terjadi. Berkurangnya kecepatan partikel fluida di sekitar silinder dengan adanya helical rods ber-gap menunjukkan bahwa secara tidak langsung helical rods ber-gap juga akan mengurangi gaya fluida yang bekerja pada silinder. =============================================================================================== Vortex Induced Vibration (VIV) is one cause of damage due to fatigue on a cylindrical structure of offshore structure that are in the field of fluid flow (for example: riser, tendons, mooring lines, etc.). VIV will lead the structure to vibrate or oscillate at a certain frequency. This oscillation will cause fatigue and then can lead to failure. Support on the cylinder is defined as fixed, so the discussion of this thesis only the fluid forces and the distribution patterns of particle velocity around cylinder caused by vortex shedding. Impact of VIV encouraged an increment of research amount to reduce its impact, one of them is to install passive suppression devices on the cylinder. One of passive suppression device which effectively reduces the effect of VIV is helical rods with gap. This thesis specially discusses the influence of variation of incoming flow direction, Reynolds number (Re), pitch and gap in the cylinder due to addition of helical rods with gap on the fluid forces and the distribution patterns of particle velocity around the cylinder. The results of CFD simulation shows that configuration of helical rods with gap which produce best reduction on fluid forces is configuration with the ratio g/D = 0.154 and the length of pitch 30D. For incoming flow direction of 0° can reduce the drag coefficient by 37.59% at Re = 106 and the lift coefficient by 88.32% at Re = 103. While incoming flow direction of 60° can reduce the drag coefficient by 35.91% and the lift coefficient by 99.83% at Re = 106. By installing helical rods with gap for all Re can reduce particle velocity of fluid around the cylinder which can be seen from that the distribution patterns of particle velocity around cylinder. It indirectly showed that installing helical rods with gap also reduces the fluid forces on the cylinder.

Item Type: Thesis (Masters)
Additional Information: RTKe 620.104 4 Sya s
Uncontrolled Keywords: vortex shedding, helical rods ber-gap, Reynolds number, sudut datang aliran, pitch, gap, gaya fluida, pola distribusi kecepatan partikel
Subjects: V Naval Science > V Naval Science (General)
Divisions: Faculty of Marine Technology > Marine Engineering > (S2) Master Theses
Depositing User: Mr. Tondo Indra Nyata
Date Deposited: 03 Jul 2017 07:06
Last Modified: 03 Jul 2017 07:06
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/41845

Actions (login required)

View Item View Item