Studi Numerik Pengaruh Lokasi Penempatan Wire Terhadap Performa Circular Cylinder Dengan D = 80 Mm Dan Variasi Reynolds Number

Lestari, Retno Tri (2023) Studi Numerik Pengaruh Lokasi Penempatan Wire Terhadap Performa Circular Cylinder Dengan D = 80 Mm Dan Variasi Reynolds Number. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000014-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (13MB) | Request a copy

Abstract

Permintaan energi listrik global meningkat setiap tahunnya seiring dengan perkembangan teknologi di zaman modern ini. Mengacu pada WOE 2022, permintaan listrik global terus meningkat secara pesat dan diperkirakan dapat mencapai 25-30% peningkatan hingga tahun 2030. Namun, sektor kelistrikan juga menjadi penyumbang emisi gas rumah kaca yang signifikan. Oleh karena itu, dibutuhkan sumber energi alternatif yang berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan energi listrik di masa depan, salah satunya adalah dengan memanfaatkan energi listrik dari energi kinetik yang dihasilkan dari fenomena flow-induced vibration (FIV) yang berasal dari getaran akibat interaksi aliran fluida yang melewati silinder. Pada penelitian ini dilakukan suatu analisis untuk mengetahui pengaruh posisi penambahan wire pada permukaan circular cylinder terhadap koefisien lift dan drag jika dibandingkan dengan smooth circular cylinder. Penelitian ini dilakukan dengan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) 2 dimensi dengan menggunakan software ANSYS FLUENT 2021 R2. Simulasi dilakukan dalam 3 tahapan, pre-processing, processing, dan post-processing, dengan model k-ω SST dengan URANS viscous model. Geometri silinder yang digunakan memiliki diameter sebesar 80 mm dengan diameter wire sebesar 1 mm sebanyak 6 buah. Variasi simulasi terletak pada posisi penempatan wire, yaitu pada 75°,80°, dan 85°. Selain itu, bilangan Reynolds juga divariasikan, yaitu sebesar 6000, 20000, dan 40000. Boundary condition yang digunakan antara lain wall pada silinder, symmetry pada batas atas dan bawah domain uji, velocity inlet, dan pressure outlet. Hasil dari penelitian ini adalah dengan menambahkan wire pada posisi tertentu di permukaan silinder sirkular dapat meningkatkan koefisien drag maupun lift. Variasi geometri paling optimum dengan peningkatan rasio koefisien lift RMS dan koefisien drag (CL’/CD) tertinggi adalah wire 80° pada bilangan Reynolds 6000, dengan peningkatan sebesar 13,1% jika dibandingkan dengan smooth cylinder. Peningkatan tersebut mengartikan bahwa amplitudo gelombang yang dihasilkan lebih tinggi dibandingkan dengan smooth cylinder dan dapat menghasilkan energi yang lebih besar
====================================================================================================================================
Global demand for electrical energy increases every year along with technological developments in this modern time. Referring to the WOE 2022, global electricity demand continues to increase rapidly and is expected to reach a 25-30% increase by 2030. However, the electricity sector is also a significant contributor to greenhouse gas emissions. Therefore, a sustainable alternative energy source is needed to meet the electricity demand in the future, one of the efforts is to utilize electrical energy from kinetic energy resulting from the phenomenon of flow-induced vibration (FIV) which originates from vibrations due to the interaction of fluid flow passing through the cylinder. In this study, an analysis was carried out to determine the effect of the position of adding wire on the circular cylinder surface to the lift and drag coefficient when compared to a smooth circular cylinder. This study was conducted using the 2-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) method using the ANSYS FLUENT 2021 R2 software. The simulation was carried out in 3 stages, pre-processing, processing, and post-processing, using the k- ω SST model with the URANS viscous model. The cylindrical geometry used has a diameter of 80 mm with 6 wires of 1 mm in diameter. The simulation variation lies in the position of the wire placement, which are at 75°, 80°, and 85°. In addition, the Reynolds number is also varied, which are at 6000, 20000, and 40000. Boundary conditions used include the wall on the cylinder, symmetry on the upper and lower boundaries of the test domain, velocity inlet and pressure outlet. The result of this research is that adding a wire at some certain positions at the surface of the circular cylinder can increase the drag and lift coefficients. The most optimum geometric variation with a maximum increase in the ratio of lift coefficient RMS and drag coefficient (CL’/CD) is wire 80° at Reynolds number 6000, with an escalation of 13,1% if compared to the smooth circular cylinder. This increase means that the resulting wave amplitude is higher than the smooth cylinder and thus able to produce more energy

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	flow-induced vibration, drag, lift
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Retno Tri Lestari
Date Deposited:	24 Aug 2023 01:30
Last Modified:	24 Aug 2023 01:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99766

Actions (login required)

View Item