Jurusan Teknik Mesin-Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

dokumen-dokumen yang mirip
I. PENDAHULUAN liran eksternal viscous yang melintasi silinder akan menghasilkan gaya hambat (drag force) dan gaya angkat

ABSTRAK 1. PENDAHULUAN

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1, (Sept. 2012) ISSN: F-92

STUDI NUMERIK : MODIFIKASI BODI NOGOGENI PROTOTYPE PROJECT GUNA MEREDUKSI GAYA HAMBAT

Kajian Numerik: Pengaruh Ukuran Sistem Terhadap Gaya Hambat pada Silinder

STUDI NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN BODI PENGGANGGU TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA MELINTASI SILINDER UTAMA

Proceeding Seminar Nasional Thermofluid VI Yogyakarta, 29 April 2014

Model Perahu Trimaran pada Aliran Laminar. Abstrak

Reduksi Gaya Drag Silinder Sirkular dengan Penambahan Square Disturbance Body Melalui Simulasi Numerik 2D Unsteady-RANS pada Reynold Number 34800

SOLUSI NUMERIK DARI PERSAMAAN NAVIER-STOKES

Seminar NasionalInovasi Dan AplikasiTeknologi Di Industri 2017 ISSN ITN Malang, 4 Pebruari 2017

oleh : Ahmad Nurdian Syah NRP Dosen Pembimbing : Vivien Suphandani Djanali, S.T., ME., Ph.D

SIMULASI NUMERIK PENGARUH MULTI-ELEMENT AIRFOIL TERHADAP LIFT DAN DRAG FORCE PADA SPOILER BELAKANG MOBIL FORMULA SAE DENGAN VARIASI ANGLE OF ATTACK

Proceeding Seminar Nasional Thermofluid VI Yogyakarta, 29 April 2014

STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ALIRAN FLUIDA MELEWATI SILINDER TUNGGAL YANG DIPANASKAN (HEATED CYLINDER)

Simulasi Numerik dengan Pendekatan 3D-URANS Aliran yang Melintasi Susunan Empat Silinder Sirkular Dekat Dinding pada Small-Gap

Sidang Tugas Akhir. Alfin Andrian Permana

Pengaruh Variasi Jarak Penghalang Berbentuk Segitiga di Depan Silinder Terhadap Koefisien Drag

Simulasi Numerik Aliran Melintasi Susunan Empat Silinder Sirkular pada Rasio L/D= 3,0 Dekat Dinding

Simulasi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melewati Silinder Teriris Satu Sisi (Tipe D) dengan Variasi Sudut Iris dan Sudut Serang

3. Lokasi peletakan wind tunnel hendaknya pada tempat tertutup, sehingga gangguan dari luar seperti angin dan hujan tidak mempengaruhi hasil

FakultasTeknologi Industri Institut Teknologi Nepuluh Nopember. Oleh M. A ad Mushoddaq NRP : Dosen Pembimbing Dr. Ir.

Pengaruh Penempatan Penghalang Berbentuk Silinder Pada Posisi Vertikal Dengan Variasi Jarak Horisontal Di Depan Silinder Utama Terhadap Koefisien Drag

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENAMBAHAN BODI PENGGANGGU

TESIS (TM ) HERDI MUHAMMAD Dosen Pembimbing Dr. WAWAN ARIES WIDODO, ST., MT.

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2014) ISSN:

Analisis Numerik Aliran Fluida di Sekitar Silinder Sirkular dengan Menggunakan Diskrititasi Order yang Berbeda

Pengaruh Variasi Diameter O-ring pada Permukaan Silinder terhadap Koefisien Drag

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6 1

Keywords: RANS, UDF, Nusselt number, turbulent viscosity. Kata kunci: RANS, UDF, Nusselt number, turbulent viscosity

Tulisan pada bab ini menyajikan simpulan atas berbagai analisa atas hasil-hasil yang telah dibahas secara detail dan terstruktur pada bab-bab

Studi Numerik Variasi Turbulensi Model Pada aliran Fluida Melewati Silinder Tunggal Yang Dipanaskan (Heated Cylinder)

Jur usan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011

VORTEX INDUCED VIBRATION (VIV) YANG TERJADI AKIBAT VARIASI GAP TERHADAP MULTIPLE RODS PADA KOMPONEN SILINDRIS

Pengaruh Alur Berbentuk Segi Empat Pada Permukaan Silinder Terhadap Koefisien Drag Dengan Variasi Diameter Silinder

KAJIAN EKSPERIMEN DAN NUMERIK PADA SPOT COLLING MENGGUNAKAN VORTEX TUBE (PENGARUH TEKANAN TERHADAP TEMPERATUR OUTLET)

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL EKSPERIMEN

Penelitian Numerik Turbin Angin Darrieus dengan Variasi Jumlah Sudu dan Kecepatan Angin

Pengaruh variasi jarak antar ring berbentuk segi empat pada permukaan silinder terhadap koefisien drag

Arif Kurniawan 1. FTI - Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional, Kampus 2 ITN Jl. Raya Karanglo KM. 2 Malang Tel:

PENGARUH VARIASI JARAK ANTAR RING BERPENAMPANG SETENGAH LINGKARAN PADA PERMUKAAN SILINDER TERHADAP KOEFISIEN DRAG

STUDI EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN ALIRAN MELINTASI DUA SILINDER SIRKULAR DAN SILINDER ELIPS TERSUSUN TANDEM DAN INTERAKSINYA TERHADAP DINDING DATAR

STUDI NUMERIK DAN EKSPERIMEN KARAKTERISTIK ALIRAN MELINTASI TIGA BUAH SILINDER SIRKULAR YANG TERSUSUN SECARA EQUILATERAL TRIANGULAR

PENGARUH PEMASANGAN RING BERPENAMPANG SEGIEMPAT DENGAN POSISI MIRING PADA PERMUKAAN SILINDER TERHADAP KOEFISIEN DRAG

VORTEX INDUCED VIBRATION (VIV) YANG TERJADI AKIBAT VARIASI GAP TERHADAP MULTIPLE RODS PADA KOMPONEN SILINDRIS

TUGAS AKHIR - RM 1542

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: B-158

Studi Numerik Interaksi Vortex-Induced Vibrations (VIV) Antara Empat Silinder Tegak Fleksibel dengan Konfigurasi In-Line Square dalam Aliran Uniform

TUGAS AKHIR TM141585

PENDAHULUAN. Keyword : R ed, c p, Nu and k-ω SST. Kata Kunci: R ed, c p, Nu, dan k-ω SST.

PERMASALAHAN DAN SOLUSI KONSTRUKSI BALIHO DI BANJARMASIN

STUDI EKSPERIMENTAL PERBANDINGAN ALIRAN MELINTASI DUA SILINDER SIRKULAR DAN SILINDER ELIPS TERSUSUN TANDEM DAN INTERAKSINYA TERHADAP DINDING DATAR

Investigasi Eksperimental Pengaruh Posisi Relatif Antar Airfoil pada Airfoil Multi Komponen Pada Kondisi Aliran Masuk dengan Bilangan Reynolds Rendah

STUDI NUMERIK PENGARUH TRANVERSE DAN LONGITUDINAL PITCH TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN DAN PERPINDAHAN PANAS CROSS-FLOW SUSUNAN TUBE TIPE STAGGERED

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 2, (2012) ISSN:

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN:

Studi Eksperimental tentang Karakteristik Turbin Angin Sumbu Vertikal Jenis Darrieus-Savonius

PENGARUH JARAK ANTAR FIN PADA SILINDER BERSIRIP TERHADAP SEPARASI ALIRAN DI PERMUKAAN SILINDER DAN FIN

Studi Numerik Pengaruh Gap Ratio terhadap Karakteristik Aliran dan Perpindahan Panas pada Susunan Setengah Tube Heat Exchanger dalam Enclosure

SIDANG TUGAS AKHIR KONVERSI ENERGI

Studi Eksperimen Pengaruh Silinder Pengganggu Di Depan Returning Blade Turbin Angin Savonius Terhadap Performa Turbin

ROTASI Volume 8 Nomor 1 Januari

SEMINAR NASIONAL TAHUNAN TEKNIK MESIN (SNTTM) - VIII

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN:

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-5 1

Pengaruh Variasi Jarak Antar Ring Berpenampang Setengah Lingkaran Pada Permukaan Silinder Terhadap Koefisien Drag

(Studi Kasus PT. EMP Unit Bisnis Malacca Strait) Dosen Pembimbing Bambang Arip Dwiyantoro, ST. M.Sc. Ph.D. Oleh : Annis Khoiri Wibowo

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 1, (2016) ISSN: ( Print) B36

PENELITIAN TERDAHULU Penelitian Chi ming Lai (2003)

SIDANG TUGAS AKHIR FITRI SETYOWATI Dosen Pembimbing: NUR IKHWAN, ST., M.ENG.

BAB I PENDAHULUAN. Pada dasarnya semua fenomena aerodinamis yang terjadi pada. kendaraan mobil disebabkan adanya gerakan relative dari udara

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH SILINDER SIRKULAR SEBAGAI PENGGANGGU ALIRAN DI DEPAN SISI RETURNING BLADE TERHADAP PERFORMA TURBIN ANGIN SAVONIUS

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 1, (2016) ISSN: ( Print)

Analisis Vortex-Induced Vibration pada Silinder Berdiameter Besar dengan Passive Control Devices Jenis Rods Berpola Helik

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: B-169

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH JARAK LONGITUDINAL SILINDER TERIRIS TIPE-D SEBAGAI PENGONTROL PASIF TERHADAP GAYA DRAG PADA SILINDER UTAMA SIRKULAR

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 2, (2014) ISSN: ( Print) B-192

Diterima 10 Desember 2009; diterima terkoreksi 26 Maret 2010; disetujui 03 Mei 2010

Studi Numerik Karakteristik Aliran Melalui Backward Facing Inclined Step dengan Penambahan Paparan Panas Deri Gedung pada Sisi Upstream

Studi Numerik Karakteristik Aliran Bagian Rear-End Bus Penumpang dengan Variasi Sudut Diffuser

STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK TENTANG ALIRAN BOUNDARY LAYER YANG MELINTASI BUMP DENGAN RADIUS KELENGKUNGAN YANG KECIL

TUGAS AKHIR. Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

BAB I PENDAHULUAN. 1 Universitas Indonesia. Analisa aliran berkembang..., Iwan Yudi Karyono, FT UI, 2008

PENGEMBANGAN EKSPERIMEN PENGARUH CEKUNGAN (DIMPLE) YANG DITERAPKAN PADA PLAT DATAR TERHADAP ALIRAN FLUIDA

Analisis Komputasi Pengaruh Geometri Muka dan Kontrol Aktif Suction Terhadap Koefisien Tekanan Pada Model Kendaraan

ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN DENGAN VARIASI SUDUT DIFFUSER DAN SUDUT BOAT TAIL MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

Analisis Eksperimental dan Simulasi Numerik Karaktristik Aliran Fluida Melalui Silinder Persegi dan Segitiga

STUDI EKSPERIMEN PENGARUH SILINDER SIRKULAR Dosen Pembimbing SEBAGAI PENGGANGGU ALIRAN DI DEPAN SISI RETURNING BLADE TURBIN ANGIN

ANALISIS PENGARUH PERBANDINGAN DIAMETER MINOR DAN MAYOR ELIPS TERHADAP NILAI KOEFISIEN DRAG MENGGUNAKAN PROGRAM CFD

Simulasi Numerik Aliran Fluida pada Saluran T-Junction 90 0 : PLTA Tulungagung

Studi Numerik 2D dan Uji Eksperimen tentang Karakteristik Aliran dan Unjuk Kerja Helical Savonius Blade dengan Variasi Overlap Ratio 0,1 ; 0,3 dan 0,5

MEKANIKA Volume xxnomorx, Bulan Tahun

Pengendalian Aliran Pasif pada Silinder Sirkular dengan Inlet Disturbance Body Berbentuk Silinder Elip (AR = 1/4)

Studi Numerik Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Airfoil NASA LS-0417 yang Dimodifikasi dengan Vortex Generator

5. Turbine Meters. 4. Magnetic Meters. Magnetic Meters. Magnetic Meters. Magnetic Meters. Prinsip Operasi. Spesifikasi Umum. Kelebihan & Kekurangan

Studi Numerik Karakteristik Boundary Layer Turbulen pada Pelat Datar dengan Alur Melintang Tipe-D

tudi kasus pengaruh perbandingan rusuk b/a = 12/12, 5/12, 4/12, 3/12, 2/12, 1/12, 0/12 dengan Re = 3 x 10 4.

Studi Numerik Karakteristik Separasi dan Reattachment Aliran Di Belakang Gundukan (BUMP) Setengah Lingkaran. Setyo Hariyadi S.P. 1

KATA PENGANTAR STUDI EKSPERIMENTAL DAN NUMERIK KARAKTERISTIK ALIRAN MELINTASI PRISMA TERPANCUNG.

Transkripsi:

KAJI NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN UPSTREAM DAN DOWNSTREAM ROD TERHADAP MEDAN ALIRAN DAN GAYA AERODINAMIKA PADA ALIRAN FLUIDA MELINTASI SEBUAH SILINDER SIRKULAR Studi kasus untuk jarak L/D 2.5 dan 5.5 pada bilangan Reynolds 100 dan 1000 Karta Prihandoko NRP 21.10.106.001 Dosen Pembimbing Dedy Zulhidayat Noor, ST., MT., PhD. Jurusan Teknik Mesin-Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013

LATAR BELAKANG silo landasan rig lepas pantai

Gaya drag dan Vortex shedding pada silinder Re<5 5<Re<40 40<Re<150 150<Re<300, 300<Re<3x10^5

Efek Dari Vortex Shedding

Lee,dkk (2004) Reducing the drag on a circular cylinder by upstream installation of a small control rod Studi kasus : L/D=1.5 4 D = 30mm U=10m/s d/d=0.133 0.267 Re 20000

Lee,dkk (2004)

LEE Hasil : Nilai drag reduction 29% pada cylinder dengan L/D=2.081 dan 25% secara keseluruhan dengan L/D=1.833, pada d/d=0.233

Zhang, dkk (2006) Numerical simulation of flow around cylinder with an upstream rod in tandem at low Reynolds numbers Studi kasus : L/D=1.2;1.8;2.5;4;8 d/d=0.05 ; 0.1 ; 0.3 dan 0.5 Re 200 100 nodes with first cell height 0.001D

Zhang, dkk (2006)

M.M Rahman, dkk (2007) NUMERICAL INVESTIGATION OF UNSTEADY FLOW PAST A CIRCULAR CYLINDER USING 2-D FINITE VOLUME METHOD Studi kasus : Re 100, 1000, dan 3900 Model viscous: laminar untuk Re 100 k-ε standard, k-ε Realizable and k-ω SST untuk Re 1000 dan 3900

M.M Rahman, dkk (2007)

Lima e Silva, dkk (2003) Dari hasil penelitian diperoleh jarak kritis L=2.7d, pada daerah ini nilai drag coefficient adalah minimum. Selain itu diperoleh nilai Strouhal number yang diperoleh dengan menggunakan metoda Fast Fourier Transform (FFT).

PERUMUSAN MASALAH Aliran (eksternal) melewati silinder Aliran melewati silinder tunggal Aliran melewati silinder dengan upstream rod Aliran melewati silinder dengan downstream rod Aliran melewati silinder dengan upstream dan downstream rod Analisa numerik Gaya gaya aerodinamika Medan aliran

BATASAN MASALAH Fluida kerja bersifat incompressible. Silinder utama dan silinder pengganggu (rod) berbentuk silinder sirkular dan berupa rigid body. Diameter rod (d) adalah 0.1dari diameter silinder utama (D), atau d=0.1d. Bilangan Reynolds yang digunakan adalah 100 dan 1000 berdasarkan pada diameter silinder utama. Domain aliran berupa dua dimensi (2D). Untuk aliran pada Re=100 menggunakan model laminar, sedangkan untuk aliran pada Re=1000 menggunakan turbulent viscous model k-ω (SST). Spacing ratio antara silinder pengganggu dengan silinder utama (L/D) adalah 2,5 dan 5,5. Persamaan energi pada penelitian ini diabaikan.

TUJUAN PENELITIAN 1. Menganalisa pengaruh variasi spacing ratio (L/D) terhadap medan aliran berupa kontur vorticity dan pathline kecepatan yang dihasilkan pada bilangan Reynolds 100 dan 1000 2.Menganalisa pengaruh variasi spacing ratio (L/D) terhadap gayagaya aerodinamika yaitu berupa Lift Coefficient (C L ) dan Drag Coefficient (C D ) yang dihasilkan pada bilangan Reynolds 100 dan 1000

METODOLOGI PENELITIAN Keterangan gambar : D = Diameter silinder d = diameter silinder pengganggu (rod), d = 0.1D L = jarak spacing ratio antara sumbu silinder dengan rod, L = 2.5D; 5.5D Bilangan Reynolds yang digunakan adalah 100, dan 1000 berdasarkan diameter silinder.

Meshing Meshing untuk silinder tunggal Meshing untuk silinder tunggal dengan upstream dan downstream rod pada L/D=2.5

Validasi Konfigurasi Metode /Sumber Nilai C D Nilai C L Silinder tunggalre=100 Silinder tunggal Re=100 Silinder tunggal Re=1000 Numerik / [3] 1.245 Numeric / Present 1.294 Numerik/ [7] 1.364 ±0.25 Numeric / Present 1.294 ±0.22 Numerik/ [3] 0.995 Numeric / Present 0.926 Dua buah silinder tersusun tandem Re=100, L/D=2.5 Numerik/ [2] Numeric / Present 1.28 (front) -0.068 (rear) 1.16 (front) -0.067 (rear)

HASIL PENELITIAN Kontur vorticity dan pathline kecepatan Silinder tunggal

Grafik CD dan CL Silinder tunggal Re=100 CD =1.294 CL =±0.22 Silinder tunggal Re=1000 CD =0.926 CL =±0.107

Penambahan upstream rod L/D=2.5

Grafik CD dan CL Upstream rod L/D=2.5 Re=100 CD rod = 0.23 CD silinder = 0.94 CL silinder = ±0.05 Upstream rod L/D=2.5 Re=1000 CD rod = 0.089 CD silinder = 0.77 CL silinder = ±0.07

L/D=5.5

Grafik CD dan CL Upstream rod L/D=5.5 Re=100 CD rod = 0.266 CD silinder = 1.004 CL silinder = ±0.07 Upstream rod L/D=5.5 Re=1000 CD rod = 0.108 CD silinder = 0.896 CL silinder = ±0.24

Penambahan downstream rod L/D=2.5

Grafik CD dan CL Downstream rod L/D=2.5 Re=100 CD silinder = 1.13 CD rod = - 0.03 CL silinder = ±0.06 Downstream rod L/D=2.5 Re=1000 CD silinder = 1.06 CD rod = 0.02 CL silinder = ±0.35

L/D=5.5

Grafik CD dan CL Downstream rod L/D=5.5 Re=100 CD silinder = 1.197 CD rod = 0.056 CL silinder = ±0.09 Downstream rod L/D=5.5 Re=1000 CD silinder = 0.85 CD rod = 0.05 CL silinder = ±0.19

Penambahan upstream dan downstream rod L/D=2.5

Grafik CD dan CL Upstream dan Downstream rod L/D=2.5 Re=100 CD up rod = 0.23 CD silinder = 0.89 CD down rod = -0.024 CL silinder = ±0.009 Upstream dan Downstream rod L/D=2.5 Re=1000 CD up rod = 0.09 CD silinder = 0.908 CD down rod = 0.003 CL silinder = ±0.31

L/D=5.5

Grafik CD dan CL Upstream dan Downstream rod L/D=5.5 Re=100 CD up rod = 0.26 CD silinder = 0.99 CD down rod = 0.45 CL silinder = ±0.07 Upstream dan Downstream rod L/D=5.5 Re=1000 CD up rod = 0.107 CD silinder = 0.8 CD down rod = 0.048 CL silinder = ±0.06

Data Drag dan Lift coefficient

Perbandingan nilai CD silinder dengan penambahan rod (CDs) terhadap nilai CD silinder tanpa rod (CDo) Re100 Re1000 Konfigurasi penambahan rod L/D C D s / C D o C L s / C L o C D s / C D o C L s / C L o Upstream rod 2.5 0.73 0.23 0.83 0.65 Downstream rod 2.5 0.87 0.27 1.14 3.27 Upstream rod 5.5 0.78 0.32 0.97 2.24 Downstream rod 5.5 0.92 0.41 0.92 1.78 Upstream dan downstream rod Upstream dan downstream rod 2.5 0.69 0.04 0.98 2.89 5.5 0.76 0.32 0.86 0.56 Kolom yang diwarnai menunjukkan nilai perbandingan terkecil dari semua konfigurasi pada bilangan Reynolds yang sama.

KESIMPULAN 1. Penempatan rod pada bagian upstream dan downstream dari silinder mempengaruhi pola vortex shedding yang terbentuk pada silinder. 2. Pada aliran fluida melintasi silinder dengan upstream rod tidak terbentuk vortex shedding di bagian upstream silinder untuk jarak spacing ratio L/D=2.5 dan 5.5 untuk d/d=0.1. 3. Penambahan downstream rod pada Re=100 dan L/D=2.5 dapat mencegah terbentuknya vortex shedding pada silinder. 4. Vortex yang paling stabil adalah pada konfigurasi penambahan upstream dan downstream rod dengan L/D=2.5 pada bilangan Reynolds 100. 5. Penempatan downstream rod sebagai pengontrol pasif untuk mencegah terjadinya vortex shedding efektif pada bilangan Reynolds yang rendah, dalam hal ini Re=100. 6. Konfigurasi penambahan rod yang maksimum dalam mereduksi gaya aerodinamika yang terjadi untuk bilangan Reynolds 100, yaitu pada penambahan upstream dan downstream rod pada spacing ratio L/D=2.5. Pada konfigurasi ini diperoleh perbandingan antara CD silinder dengan penambahan rod (CDs) dengan CD silinder tanpa rod (CDo) yaitu CDs/CDo = 0.69, dan perbandingan antara CL silinder dengan penambahan rod (CLs) terhadap CL silinder tanpa rod (CLo) yaitu CLs /CLo = 0.04. 7. Pada bilangan Reynolds 1000 diperoleh konfigurasi maksimum dalam mereduksi gaya aerodinamika untuk aliran melintasi silinder, yaitu pada penambahan upstream rod dengan spacing ratio L/D=2.5. Nilai perbandingan yang diperoleh yaitu CDs/CDo=0.83 dan CLs/CLo=0.65.

TERIMAKASIH MOHON KRITIK DAN SARAN