Studi Numerik Pengaruh Diameter Wire Terhadap Performa Circular Cylinder Dengan D = 80 MM Dan Variasi Reynolds Number Untuk Energy Harvesting Pada Ducting System

Harendsa, Athallah Putra (2022) Studi Numerik Pengaruh Diameter Wire Terhadap Performa Circular Cylinder Dengan D = 80 MM Dan Variasi Reynolds Number Untuk Energy Harvesting Pada Ducting System. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000006-Undergraduate Thesis.pdf Download (5MB)

Abstract

Dalam Fenomena Flow Induced Vibration (FIV) silinder sirkular, getaran yang terjadi disebabkan oleh adanya interaksi antara silinder dengan aliran fluida. Saat sebuah silinder dilewati oleh aliran fluida maka silinder akan mengalami gaya aerodinamis yaitu gaya angkat (lift force) dan gaya hambat (drag force). Getaran yang terjadi pada silinder memunculkan energi kinetik yang kemudian akan dirubah menjadi energi listrik dengan menggunakan alat transducer piezoelectric. Sebagai bentuk untuk meningkatkan energi listrik yang diperoleh maka diperlukan getaran dengan amplitudo serta frekuensi yang besar yaitu dengan cara meningkatkan gaya lift dan menurunkan gaya drag. Pada penelitian ini dilakukan modifikasi geometri silinder sirkular dengan penambahan wire di daerah leeward silinder sirkular. Metode yang digunakan dalam penilitian ini adalah metode simulasi numerik dengan menggunakan software ANSYS FLUENT 2021 R2. Objek yang diteliti berupa silinder sirkular dengan diameter 80 mm dan dianalisa secara 2 dimensi dengan viscous model Standrd K�epsilon untuk bilangan Reynolds 6000 dan K-ω SST untuk bilangan Reynolds 20000 dan 40000, serta di simulasi dalam kondisi Transient. Adapun variasi yang digunakan pada studi numerik ini berupa variasi diameter wire (2 mm, 2.5 mm, 3 mm) dengan variasi Bilangan Reynolds sebesar 6000, 20000, 40000. Meshing yang digunakan merupakan structured Mesh dengan jumlah nodes yang digunakan sebanyak 155900. Kondisi batas yang diterapkan dalam penelitian ini antara lain velocity inlet, wall pada silinder, symmetry dan pressure outlet. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan wire di daerah leeward circular cylinder pada Bilangan Reynolds 2 x 104 dapat memberikan kenaikan performa di seluruh variasi diameter wire. Ratio kenaikan koefisien lift RMS dengan nilai rata-rata koefisien drag tertinggi terjadi pada variasi diameter wire 2.5 mm pada Bilangan Reynolds 2 x 104 sebesar 14.5%.
==================================================================================================================================
In the Circular Cylinder Flow-Induced Vibration (FIV) Phenomenon, the vibrations that occur are caused by the interaction between the cylinder and the fluid flow. When a cylinder is passed by a fluid flow, the cylinder will experience aerodynamic forces, namely, lift force and drag force. The vibrations that occur in the cylinder generate kinetic energy which will then be converted into electrical energy using a piezoelectric transducer. To increase the electrical energy obtained, a vibration with a large amplitude and frequency is needed, namely by increasing the lift force and decreasing the drag force. In this study, modification of the circular cylinder geometry was carried out with the addition of wire in the leeward area of the circular cylinder. The method used in this research is a numerical simulation method using the ANSYS FLUENT 2021 R2 software. The object under study is a circular cylinder with a diameter of 80 mm and analyzed in 2 dimensions with the viscous model Standard K-epsilon for Reynolds number 6000 and K-ω SST for Reynolds number 20000 and 40000, Transient. The variations used in this numerical study are in the form of variations in wire diameter (2 mm, 2.5 mm, 3 mm) with variations in the Reynolds number of 6000, 20000, and 40000. The meshing used is structured mesh with 155900 nodes used. Conditions The limits applied in this study include velocity inlet, wall on the cylinder, symmetry and pressure outlet. The results obtained from this study indicate that the addition of wire in the leeward circular cylinder area at 2 x 104 Reynolds number can provide an increase in performance in all
variations of wire diameter. The ratio of the increase in the RMS lift coefficient with the average drag coefficient occurs at a 2.5 mm wire diameter variation at 2 x 104 Reynolds Numbers of 14.5%.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 620.106 4 Har s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Flow-Induced Vibration, Circular cylinder, Wire
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	14 Feb 2025 08:51
Last Modified:	14 Feb 2025 08:51
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118752

Actions (login required)

View Item