Studi Numerik Pengaruh Bentuk Mask Of Car terhadap Performa Aerodinamika Desain Kereta Cepat Jakarta – Surabaya

Rahayu, Ajeng Tri (2021) Studi Numerik Pengaruh Bentuk Mask Of Car terhadap Performa Aerodinamika Desain Kereta Cepat Jakarta – Surabaya. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000007-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

High Speed Train (HST) merupakan transportasi massal dengan menggunakan rel dengan kecepatan di atas 200 km/jam. Kecepatan suatu kereta tidak hanya dipengaruhi oleh daya pada kereta tetapi juga bentuk body kereta yang mempengaruhi aliran fluida pada kereta. Oleh karena hal tersebut, Pusat Teknologi Sistem dan Prasarana Transportasi (PTSPT) memfokuskan kajian yang saat ini sedang dilakukan yakni mendesain bagian depan Mask of car (MoC) kereta cepat. Sehingga mampu meminimalkan hambatan udara pada kecepatan tinggi. Desain MoC yang baik akan memiliki koefisien drag (CD) yang kecil dan mengurangi turbulensi.
Metode yang digunakan dalam studi numerik ini yaitu dalam keadaan steady incompressible. Desain kereta yang disimulasikan merupakan bentuk desain 3D kereta cepat Jakarta-Surabaya. Penelitian dilakukan di software ANSYS Fluent. Simulasi ini dilakukan dengan variasi Reynolds number 2×107 dan 2,5×105. Penelitian ini akan meneliti perbedaan performa aerodinamik 2 desain kereta cepat Jakarta-Surabaya yang telah didesain oleh tim desain kereta cepat ITS. Penelitian dilakukan dengan menggunakan model turbulensi k-ω SST. Boundary conditions yang digunakan pada penelitian ini yaitu velocity inlet, pressure outlet, no slip moving wall pada ground dan symmetry untuk permukaan atas dan samping. Bentuk meshing yang digunakan pada simulasi yaitu meshing bentuk structure mesh hexahedral+quadratic. Hasil yang akan diperoleh dari penelitian ini yaitu perbandingan nilai CD, CL, CP dari kedua desain kereta cepat Jakarta Surabaya. Selain itu juga akan didapatkan perbandingan kualitatif dari kontur distribusi tekanan, distribusi kecepatan pada daerah kereta.
Hasil penelitian menunjukkan adanya perbedaan performa aerodinamika antara model kereta 1 dengan 2. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan bentuk mask of cars yang digunakan dan juga panjang dari kedua model kereta yang berbeda. Perbedaan nilai koefisien drag dari kedua kereta sebesar 7,55%. Dengan perbedaan nilai Reynolds number yang digunakan terdapat perbedaan hasil koefisen drag dimana bertambahnya nilai Reynolds number memberikan pengaruh semakin meningkatnya performa aerodinamika (nilai koefien drag yang semakin turun). Dari kedua model kereta dengan perbedaan mask of cars tersebut dapat disimpulkan bahwa model pertama memiliki performa aerodinamika yang lebih baik dibandingkan model kereta kedua.
=====================================================================================================
A high-speed train (HST) is a type of public transportation that travels at speeds of over 200 kilometers per hour on rails. The speed of a train is determined not only by its power but also by the shape of the train’s body, which impacts the fluid flow around the train. Based on the theory, Pusat Teknologi Sistem dan Prasarana Transportasi (PTSPT) focuses on designing the front of the high-speed train mask of car (MoC) to reduce fluid resistance at high speeds. An improved MoC design will reduce the drag coefficient (CD) and turbulence.
This numeric study employs the steady incompressible flow method with Reynolds number variations of 2×107 and 2,5×105. ANSYS Fluent software system takes care of the simulation with two designs of the Jakarta-Surabaya high-speed train modeled in 3D. The study analyzes the differences in the aerodynamic performance of the two designs based on the k-ω SST turbulence model. The boundaries of this study are velocity inlet, pressure outlet, no-slip moving wall on the ground, and symmetry for the top and side surfaces. The study shows the comparison of the CD, CL, and Cp values of the two designs in addition to the qualitative comparison of the pressure distribution contour, speed distribution, and streamline on the train's area.
The results show the differences in the aerodynamic performance between the two high-speed train models, with the difference of both trains’ drag coefficient values at 10.07%. The main contributors to the differences are the train’s car mask and length. The increase in the aerodynamic performance is consistent with the increase in the Reynolds number. In other words, the higher the Reynolds number, the lower the drag coefficient will be. The result also indicates that the first model of the train has better aerodynamic performance than the second one.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Aerodinamika, Drag,Kereta Cepat, Lift ,Mask of car, Streamline, Studi Numerik Aerodynamic, Drag, High Speed Train, Lift, Mask of car, Numerical studies, Streamline.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ820 Wind power T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL521 Aerodynamics, Hypersonic.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ajeng Tri Rahayu
Date Deposited:	04 Aug 2021 04:02
Last Modified:	04 Aug 2021 04:02
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84780

Actions (login required)

View Item