Hardiatama, Intan (2015) Studi eksperimen dan numerik aliran melintasi tiga buah silinder sirkular yang tersusun secara equilateral triangular dengan penambahan inlet disturbance body. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2113202001-Undergraduate.pdf Download (5MB) | Preview |
Abstract
Aliran eksternal melintasi bluff body mengalami perkembangan pesat
setelah ditemukan konsep boundary layer oleh Ludwig Prandtl (1904), seiring
dengan pesatnya perkembangan aplikasi teknik dari aliran melintasi bluff body ini
seperti aplikasi pada heat exchanger, bangunan penyangga jalan tol dan bangunan
lepas pantai. Penelitian ini terfokus pada bilangan Reynolds tinggi sesuai dengan
kebutuhan aplikasi teknik yang ada. Penelitian ini membahas tentang
pengendalian pasif pada bluff body berupa silinder sirkular dengan metode
penambahan bodi pengganggu pada masing – masing bagian upstream dari tiga
buah silinder sirkular utama yang tersusun secara equilateral triangular dan
variasi jarak S/D dari susunan ketiga buah silinder tersebut.
Penelitian ini dilakukan secara eksperimen dan numerik. Tujuan dari
penelitian ini secara eksperimen adalah mengetahui efektifitas teknik
pengontrolan pasif lapis batas dari fluida, pengaruh blockage ratio terhadap
kecepatan rata – rata pada Re konstan, menganalisis pola aliran pada permukaan
silinder melalui koefisien pressure drag dan koefisien pressure. Sedangkan tujuan
penelitian secara numerik untuk mengetahui efek blockage melalui visualisasi
aliran yang terbentuk, sehingga dapat juga diketahui karakteristik wake yang
terbentuk pada ketiga buah silinder yang tersusun secara equilateral triangular
dengan penambahan dua buah pengganggu berbentuk silinder sirkular pada
bagian upstream masing – masing silinder utama.
Penelitian secara eksperimen diawali dengan kalibrasi alat ukur
dilanjutkan pengambilan data dengan mengukur tekanan yang terjadi sepanjang
kontur silinder yang dipasang pressure tap dengan memutar silinder dari 00 – 1800
pada interval 50, kemudian mengukur profil kecepatan aliran dimulai dari dinding
atas saluran uji sampai dinding bawah dengan interval 5 mm. Penelitian secara
numerik diawali dengan tahap pre-processing yang meliputi pembuatan domain,
mesh dan menentukan kondisi batas menggunakan CFD komersial Gambit 2.4.6,
dilanjutkan tahap processing diawali dengan memasukkan parameter yang
diperlukan untuk proses pengambilan data kemudian di running menggunakan
CFD komersial Fluent 6.3.26. Tahap akhir adalah tahap post-processing yang
merupakan tahap pengolahan data – data hasil running baik dalam bentuk
visualisasi kontur maupun data kuantitatif yang kemudian diolah dalam bentuk
grafik. Melalui penambahan dua buah pengganggu pada masing – masing bagian
upstream dari bluff body utama dan variasi jarak S/D terhadap ketiga buah silinder
yang tersusun secara equilateral triangular diharapkan dapat mempengaruhi besarnya reduksi terhadap gaya drag yang terbentuk sehingga dapat
meningkatkan pressure drop.
Dari hasil pengambilan data baik secara numerik maupun eksperimen
menunjukkan adanya penurunan koefisien drag karena adanya penambahan
silinder pengganggu (inlet disturbance body) pada bagian upstream masing –
masing silinder dari kelompok silinder yang tersusun secara equilateral
triangular. Koefisien drag terendah terjadi pada jarak stagger S/D = 2,5 yang
masih termasuk ke dalam kelompok medium gap spacing dimana pengaruh antar
silinder masih sangat kuat. Hal ini juga dijelaskan pada penelitian Gu dan Sun
(2000). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa dengan melakukan
pengendalian pasif melalui penambahan silinder pengganggu efektif dalam upaya
mereduksi gaya drag.
==========================================================================================================
External flow across bluff body has developed rapidly after the discovery
of the concept of boundary layer by Ludwig Prandtl (1904), along with the rapid
development of engineering applications of flow across bluff body, such
as the heat exchanger applications, highways building and offshore
buildings. This study focused on high Reynolds number according to the needs of
existing engineering applications. This study discusses the passive control
of the bluff body in the form of a circular cylinder with a method of adding inlet
disturbance body on each upstream section of
the three main circular cylinders arranged
in equilateral triangular and variations within the S / D of the third arrangement
of the cylinders.
This research was carried out experimentally and numerically. The
purpose of this study was to determine the effectiveness of
the experimental techniques of passive control of the fluid boundary layer, the
effect of blockage ratio to average speed at constant Re, analyze the
flow pattern on the surface of the cylinder through
the pressure drag coefficient and the pressure coefficient. While the purpose of the
study numerically to determine the effect of blockage through flow
visualization formed, so it can also be known characteristics of the wake
that formed on three cylinders are arranged in equilateral triangular with the
addition of two circular cylinder inlet disturbance body on the upstream part of
each main cylinder.
Experimental research begins with the calibration of measuring
instruments, then collect data by measuring the pressure that occurs along the
contour of the cylinder fitted with a rotating cylinder pressure tap of 00-1800 at
intervals of 50, then measure the flow velocity profile starting from the top wall of
the test section until the bottom wall at intervals of 5 mm. Numerically study
begins with the pre-processing stage that includes domain manufacture,
manufacture of mesh and determine the boundary conditions using commercial
CFD Gambit 2.4.6, then continue processing stage begins by entering parameters -
parameters required for the retrieval of data later in the running using commercial
CFD Fluent 3.6.26. The final stage is the post-processing stage which is the stage
of data processing from the results of running either in the form of contour
visualization and quantitative data are then processed in the form of graphs.
Through the addition of two circular cylinder inlet disturbance body on each upstream section of the main body bluff and variations within the S / D of the
three cylinders are arranged in equilateral triangular expected to affect the
magnitude of the reduction of the drag force is formed so as to increase the
pressure drop.
From the captured data both numerically and experimentally showed a
decrease in drag coefficient due to the addition of inlet disturbance body on the
upstream of each cylinder in a group of cylinder arranged in equilateral triangular.
Lowest drag coefficient occurs at a distance stagger S / D = 2.5 which still
belongs to the group of medium gap between the cylinder spacing where the
influence is still very strong. It is also clear from the research Gu and Sun (2000).
It can be concluded that the passive control through the addition of an effective
inlet disturbance body in an attempt to reduce the drag force.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Additional Information: | RTM 620.106 4 Har s |
| Uncontrolled Keywords: | bluff body; pressure tap; silinder pengganggu; tiga body dikonfigurasi equilateral triangular; profil kecepatan |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | - Taufiq Rahmanu |
| Date Deposited: | 25 Jun 2019 07:23 |
| Last Modified: | 25 Jun 2019 07:23 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/63253 |
Actions (login required)
 |
View Item |