Desain dan Simulasi Air Intake System Secara Transient Pada Mobil Formula Sapuangin Speed Dalam Ajang Kompetisi Student Formula Japan Menggunakan Ansys Fluent Dan Ricardo Wave

Pratama, Ade Djieneka (2019) Desain dan Simulasi Air Intake System Secara Transient Pada Mobil Formula Sapuangin Speed Dalam Ajang Kompetisi Student Formula Japan Menggunakan Ansys Fluent Dan Ricardo Wave. Diploma thesis, INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER.

Text 10211600000001- Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Dalam teknologi otomotif, air intake system adalah komponen dari sebuah mesin yang mengangkut campuran udara-bahan bakar ke silinder mesin. Komponen inilah yang mendistribusikan campuran pembakaran secara merata ke setiap silinder. Distribusi yang rata penting untuk mengoptimalkan efisiensi volumetrik dan kinerja mesin. Pada tugas akhir ini ada beberapa poin utama seperti mengidentifikasi desain yang mampu mencapai pemerataan aliran pada setiap silinder, mencapai laju aliran massa maksimum melalui ukuran terbatas C-D nozzle, mempertahankan tekanan yang sama di seluruh intake plenum, merambatkan kembali gelombang udara yang di port intake dalam durasi penutupan katup intake. Untuk mencapai aliran distribusi yang merata dan meningkatkan volumetrik efisiensi, penulis membagi analisisnya menjadi tiga bagian pembatas yang berbeda, intake plenum dan cylinder runner, kemudian menganalisis air intake system di akhir. Membagi pekerjaan menjadi tiga bagian berbeda dan kemudian menggabungkannya sebagai bagian tunggal. Untuk memilih model turbulensi terbaik untuk penelitian ini, penulis mengambil data desain model eksperimental yang ada dan menemukan bahwa model Spalart-Allmaras kurang lebih sama dengan model eksperimental. Untuk mendesain nozzle, penulis memilih empat desain variabel; diameter saluran masuk, radius kelengkungan saluran masuk, sudut setengah penyebar dan panjang penyebar. Untuk intake plenum penulis menggunakan volume 2-6 liter dengan range setiap 1 liter dan menggunakan geometri curve pada semua desain. Untuk intake runner penulis menggunakan teori Ram dan teori Helmholtz untuk menghitung jarak total yang ditempuh oleh gelombang udara saat katup intake tertutup hingga mulai membuka. Sedangkan untuk diameter intake runner penulis menyesuaikan ukuran dari engine. Desain dari air intake system pada Tugas Akhir ini dapat dibagi menjadi 2 berdasarkan intake runner, yaitu: Same runner length dan different runner length. Pada air intake system jenis same runner length, memiliki panjang intake runner yang sama antara satu dengan yang lain. Hal itu menyebabkan jarak tempuh udara dari output restrictor menjadi berbeda antara intake runner satu dengan yang lain. Berbeda dengan different runner length yang memiliki panjang intake runner yang berbeda antara satu dengan yang lain. Hal itu menyebabkan jarak tempuh udara dari output restrictor menjadi sama antara satu dengan yang lain. Hasil yang diperoleh pada Tugas Akhir ini menunjukkan data sebagai berikut: semakin besar volume yang dimiliki oleh intake plenum, tidak menjadikan udara yang masuk ke dalam engine semakin besar. Intake plenum yang memiliki volume 2 liter dapat menyuplai udara yang lebih banyak ke dalam engine dibandingkan intake plenum yang lain. Same runner length air intake system memiliki massflow yang lebih besar daripada different runner length, namun same runner length memiliki massflow distribution yang lebih baik daripada different runner length.
===========================================================================================================================
In automotive technology, an intake manifold is the component of an engine that transports the air-fuel mixture to the engine cylinders. The main purpose of the intake manifold is to evenly distribute the combustion mixture to each intake port of the engine cylinder. Even distribution is important to optimize the volumetric efficiency and performance of the engine, but the major problems identified in this thesis are achieving even distribution of flow at each cylinder, selecting the best turbulence model for the analysis of the manifold using computational fluid dynamics, achieving the maximum mass flow rate through the restricted-size C-D nozzle, maintaining equal pressure throughout the plenum, and propagating back the higher-pressure column of air to the intake port within the duration of the intake valve’s closure. To achieve even flow distribution and improve volumetric efficiency, the author divided the analysis into three different parts: restrictor, plenum, and cylinder runner, and then analyzed the final intake manifold. Dividing the work into three different parts and then combining them as a single manifold provides greater refinement in the results and facilitates the meshing process of the manifold. To select the best turbulence model for this study, the author used the design data of an existing experimental model and found that the Spalart-Allmaras model was approximately the same as the experimental model. For designing the nozzle, the author selected four design variables: nozzle inlet diameter, inlet curvature radius, diffuser half angle, and diffuser length. For the intake plenum, the author used volumes ranging from 2-6 liters, with a volume difference of 1 liter between each design. All intake plenum designs use a curved shape. To propagate the higher-pressure column of air back to the intake port within the duration of the intake valve’s closure, the author used Ram Theory and Helmholtz Theory to calculate the runner length and diameter, as well as the total distance traveled by the pressure column during the intake valve closure. However, for the diameter of the intake runner, the author used the same size as the engine. There are 2 designs in this Final Project, which can be divided into two types: same runner length and different runner length. Same runner length has the same length in the cylinder runner, so it causes the distance traveled by air from the C-D nozzle output to the inlet cylinder runner to be different. It is different from the second design, different runner length. In this design, the cylinder runner length is not the same as the others, but the distance traveled by air from the C-D nozzle output to the inlet cylinder runner is the same. The results of this Final Project are as follows: Greater volume in the intake plenum does not ensure greater mass flow. The 2-liter volume intake plenum was the best air intake system design because it can supply more air than the others. The same runner length air intake system design has a greater total mass flow, but the different runner length air intake system design can provide more even mass flow distribution.

Item Type:	Thesis (Diploma)
Uncontrolled Keywords:	FSAE intake system, metode numerik, user defined fucntion, transient simulation
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ785 Internal combustion engines. Spark ignition
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Ade Djieneka Pratama
Date Deposited:	12 Aug 2026 07:41
Last Modified:	12 Aug 2026 07:41
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/65623

Actions (login required)

View Item