Simulasi Numerik Tentang Reduksi Gaya Hambat Pada Silinder Sirkular Tunggal Dengan Penambahan Dua Bodi Pengganggu

Silaban, Novita Sari (2022) Simulasi Numerik Tentang Reduksi Gaya Hambat Pada Silinder Sirkular Tunggal Dengan Penambahan Dua Bodi Pengganggu. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000067-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Bluff body adalah salah satu fenomena fluida yang kerapkali dapat di temui dalam dunia industri, misalnya konstruksi gedung, cerobong asap, sistem bangunan lepas pantai, dan lain-lain. Fase yang dialami suatu aliran ketika menabrak bluff body adalah fase stagnasi, lapis batas, fase separasi dan fase terbentuknya wake di belakang bluff body. Semakin cepat terjadinya separasi aliran, wake yang terbentuk akan semakin lebar sehingga gaya hambat semakin besar. Terdapat dua metode pengendalian yang dapat dilakukan untuk memperkecil gaya hambat yang akan dialami aliran pada permukaan bluff body, yaitu metode pengendalian aktif dan metode pengendalian pasif. Salah satu metode pengendalian pasif yang sering digunakan adalah menempatkan bodi pengganggu pada bagian upstream dari bluff body. Fokus penelitian yang dilakukan pada bluff body adalah untuk mereduksi gaya-gaya hambat yang terjadi pada aliran.
Penelitian ini dilakukan secara numerik tentang silinder sirkular utama dengan dua buah bodi pengganggu. Diameter silinder sirkular utama, D = 25 mm dan diameter kedua bodi pengganggu berukuran sama yaitu, d = 2 mm (d/D = 0.08). Jarak antara silinder utama dengan bodi pengganggu tetap yaitu, δ/D = 0.02. Sedangkan untuk variasi yang digunakan adalah variasi sudut pengganggu yaitu, α = 200, 300, 400, dan 600. Untuk penelitian secara numerik menggunakan solver dua dimensi (2D) unsteady flow dengan turbulance viscous model k-ω Shear Stress Transport. Bilangan Reynolds yang digunakan adalah, Re = 2.1 x 104 didasarkan pada diameter silinder sirkular utama.
Hasil yang diperoleh menunjukkan adanya reduksi gaya hambat yang terjadi dengan penambahan bodi pengganggu pada bagian upstream silinder sirkular dibandingkan silinder sirkular tanpa penambahan bodi pengganggu. Hal ini dibuktikan dengan adanya reduksi gaya hambat terbesar yang terjadi pada variasi sudut bodi pengganggu 400, yaitu sebesar 47,45%. Selain itu berdasarkan data kualitatif yang dihasilkan, pada penambahan bodi pengganggu 400 ditunjukkan bahwa terjadi reduksi tekanan statis dan pengurangan luasan wake yang ditunjukkan dengan gambar vorticity magnitude.
==================================================================================================
Bluff body is one of the fluid phenomena that can often be found in the industrial, for example building construction, chimneys, airfoils, offshore building systems, and others. The phases experienced by a flow when it hits the cliff body are the stagnation phase, the boundary layer formation phase, the separation phase and the wake up phase behind the bluff body. The faster the flow separation occurs, the wider the wake formed so that the inhibition force will be greater. There are two control methods that can be used to reduce the resistance force that will be experienced by the flow on the surface of the bluff body, namely the active control method and the passive control method. One method of passive control that is often used is placing the disturbance body on the upstream part of the bluff body. The focus of the research conducted on the bluff body is to reduce the drag forces that occur in the flow.
This research was carried out numerically on the main circular cylinder with two disturbance bodies. The diameter of the main circular cylinder, D = 25 mm and the diameter of the two disturbance bodies are the same size, i.e., d = 2 mm (d/D = 0.08). The distance between the main cylinder and the disturbance body is fixed, that is, /D = 0.02. As for the variation used is the variation of the angle of disturbance, namely, = 200, 300, 400, and 600. For numerical simulations using a two-dimensional (2D) unsteady flow solver with turbulence viscous model k-ω Shear Stress Transport. The Reynolds number used is, Re = 2.1 x 104 based on the diameter of the main circular cylinder.
The results obtained indicate a reduction in the reduction of the drag force that occurs with the addition of a disturbance body on the upstream part of the circular cylinder compared to a circular cylinder without the addition of a disturbance body. This is evidenced by the largest reduction in the drag force that occurs at the variation of the body angle of the intruder 400, which is 47.45%. In addition, based on the qualitative data produced, with the addition of 400 diturbance bodies, it is shown that there is a reduction in statistical reduction and a reduction in the area of the shape shown by the vorticity magnitude figure.

Keywords: bluff body, disturbance body, passive flow control, main circular cylinder

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	bluff body, bodi pengganggu, pengendalian aliran pasif, silinder sirkular utama bluff body, disturbance body, passive flow control, main circular cylinder
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	NOVITA SARI BR SILABAN
Date Deposited:	16 Feb 2022 04:04
Last Modified:	02 Nov 2022 03:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/93937

Actions (login required)

View Item