Studi Efek Kondisi-Ujung (end condition) Silinder Fleksibel terhadap Vortex-Induced Vibration

dokumen-dokumen yang mirip
Dosen Pembimbing: Dr.Ir. Wisnu Wardhana, SE, M.Sc. Prof.Ir.Soegiono

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

Jurnal Tugas Akhir. Studi Pengaruh Dimensi Oscillating Part Pada Pembangkit Listrik Tenaga Vorteks Dengan Pendekatan Uji Fisik

ANALISA FATIGUE AKIBAT TEKANAN INTERNAL SIKLIS PADA DENTED PIPE

METODOLOGI DAN TEORI Metodologi yang digunakan dalam studi ini dijelaskan dalam bentuk bagan alir pada Gambar 2.

Redesign Sistem Peredam Sekunder dan Analisis Pengaruh Variasi Nilai Koefisien Redam Terhadap Respon Dinamis Kereta Api Penumpang Ekonomi (K3)

STUDI PENGARUH JUMLAH LILITAN DAN PANJANG KUMPARAN TERHADAP VOLTASE DAN ARUS BANGKITAN PADA MEKANISME PEMANEN ENERGI GETARAN

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

Kajian Teknis Fenomena Getaran Vorteks pada Variasi Jumlah Oscillating Part Pembangkit Listrik Tenaga Arus Air Laut

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

Analisa Variable Moment of Inertia (VMI) Flywheel pada Hydro-Shock Absorber Kendaraan

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

ANALISIS PENGARUH MARINE GROWTH TERHADAP INTEGRITAS JACKET STRUCTURE Anom Wijaya Daru 1, Murdjito 2, Handayanu 3

Studi Pengaruh Kekasaran Permukaan Silinder Osilasi terhadap Kinerja Alat Konversi Energi Vorteks dengan Pendekatan Uji Fisik

PENAMBAHAN BATANG KAWAT PADA SISI LUAR PIPA RISER SEBAGAI PEREDUKSI GAYA ARUS YANG TERJADI

RESPON DINAMIK SISTEM CONVENTIONAL BUOY MOORING DI SEKITAR PULAU PANJANG, BANTEN, JAWA BARAT

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

ANALISA PENAMBAHAN SPLITTER PLATE PADA HELICAL STRAKES UNTUK MEREDUKSI VIV YANG TERJADI

Rancang Bangun Sistem Chassis Kendaraan Pengais Garam

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) F 132

Ardi Noerpamoengkas Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi BAHAIROTUL LU LU ( )

BAB III PEMODELAN SISTEM POROS-ROTOR

Gambar 2.1 Bagian-bagian mesin press BTPTP [9]

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) F-313

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Umum

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) B-270

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

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

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

Tugas Akhir ANALISA PENGARUH TEBAL DAN GEOMETRI SPOKE BERBENTUK SQUARE BAN TANPA ANGIN TERHADAP KEKAKUAN RADIAL DAN LATERAL

STUDY PEMODELAN STRUKTUR SUBMERGED FLOATING TUNNEL

Simulasi Respon Getaran Torsional dan Lateral Pada Sistem Propulsi Kapal Jenis Propulsors Fixed Pitch Propeller

PERANCANGAN APARTEMEN MENGGUNAKAN DOUBLE SKIN FACADE

Analisa Kekuatan Material Velg Sepeda Motor Jenis Casting Wheel Terhadap Tumbukan dengan Variasi Kecepatan

Tuning Mass-Spring Damper Pada Rekayasa Follower Rest Untuk Meningkatkan Batas Stabilitas Proses Bubut Slender Bar

Analisis Kekuatan dan Deformasi Piston Mesin Bensin-Bio Etanol dan Gas dengan Injeksi Langsung untuk Kendaraan Nasional dengan Simulasi Numerik

Analisis Perbandingan Respon Dinamis Dari Kendaraan Yang Menggunakan Shock Absorber Hidrolis Dan Yang Menggunakan Sistem Peredam Dual Flywheel

Analisa Tegangan pada Pipa yang Memiliki Korosi Sumuran Berbentuk Limas dengan Variasi Kedalaman Korosi

Sidang Tugas Akhir (MO ) Oleh Muhammad Catur Nugraha

Studi Pengaruh Panjang Bentangan Bebas terhadap Panjang Span Efektif, Defleksi dan Frekuensi Natural Free Span Pipa Bawah Laut

K13 Revisi Antiremed Kelas 10 FISIKA

ANALISA PENGARUH PELETAKAN OVERLAPPING PROPELLER DENGAN PENDEKATAN CFD

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

STUDI KARAKTERISTIK ENERGI YANG DIHASILKAN MEKANISME PEMBANGKIT SINYAL LISTRIK AKIBAT BEBAN IMPAK DENGAN METODE PIEZOELECTRIC

KAJIAN PEMANFAATAN KABEL PADA PERANCANGAN JEMBATAN RANGKA BATANG KAYU

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

Analisis Kekuatan Konstruksi Sekat Melintang Kapal Tanker dengan Metode Elemen Hingga

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

Analisis Pengaruh Scouring Pada Pipa Bawah Laut (Studi Kasus Pipa Gas Transmisi SSWJ Jalur Pipa Gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi)

tugas akhir Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2012

Soal 2 : Osilasi dari tabung berisi air

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

Studi Pengaruh Diameter Kawat dan Susunan Kumparan Terhadap Voltase Bangkitan pada mekanisme Pemanen Energi Getaran

Model Perahu Trimaran pada Aliran Laminar. Abstrak

LAMPIRAN A. Tabel A-1 Angka Praktis Plat Datar

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pembahasan soal latihan dari buku fisika 3A Bab 1 untuk SMA, karangan Mikrajuddin Abdullah. 1. perhatikan gambar gelombang pada disamping.

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

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

BAB I PENDAHULUAN. alas pada kapal, body pada mobil, atau kendaraan semacamnya, merupakan contoh dari beberapa struktur pelat. Pelat-pelat tersebut

4 RANCANGAN SIMULATOR GETARAN DENGAN OUTPUT ARAH GETARAN DOMINAN VERTIKAL DAN HORIZONTAL

Tugas Akhir. Pendidikan sarjana Teknik Sipil. Disusun oleh : DESER CHRISTIAN WIJAYA

Bab 4 Perancangan dan Pembuatan Pembakar (Burner) Gasifikasi

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) F 113

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 1 (2018), ( Print)

Analisa Pemasangan Ekspansi Loop Akibat Terjadinya Upheaval Buckling pada Onshore Pipeline

TUJUAN PERCOBAAN II. DASAR TEORI

LEMBAR EVALUASI (Pilihan Ganda)

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print)

LEMBAR EVALUASI (Pilihan Ganda)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

STUDI KARAKTERISTIK REGENERATIF SHOCK ABSORBER DOUBLE SILINDER HYDRAULIC ACTUATOR DENGAN VARIASI VISKOSITAS OLI

PERANCANGAN MODIFIKASI STRUKTUR GEDUNG BPK RI SURABAYA MENGGUNAKAN BETON PRACETAK DENGAN SISTEM RANGKA GEDUNG

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

SOLUSI NUMERIK DARI PERSAMAAN NAVIER-STOKES

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

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

Analisis Kekuatan Struktur Konstruksi Tower untuk Catwalk dan Chain Conveyor pada Silo (Studi Kasus di PT. Srikaya Putra Mas)

BAB III METODE PENELITIAN

BAB IV DATA SISTEM PERPIPAAN HANGTUAH

EFISIENSI KEBUTUHAN MATERIAL PADA PERENCANAAN PORTAL TAHAN GEMPA WILAYAH 4 DENGAN EFISIENSI BALOK

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

Analisa Perbandingan Getaran Plat Antara Metode Asumsi Beam dengan Metode Elemen Hingga Tiga Dimensi

KAJIAN KEKUATAN KOLOM-PONTON SEMISUBMERSIBLE DENGAN KONFIGURASI DELAPAN KOLOM BERPENAMPANG PERSEGI EMPAT AKIBAT EKSITASI GELOMBANG

Perhitungan Wave Making Resistance pada Kapal Katamaran dengan Menggunakan CFD

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH FREKUENSI DAN AMPLITUDO GETARAN PADA MATERIAL MULTILAYER PIEZOELECTRIC TERHADAP ENERGI YANG DIBANGKITKAN

BAB II TEORI DASAR. Gambar 2.1 Tipikal struktur mekanika (a) struktur batang (b) struktur bertingkat [2]

PEMODELAN DAN ANALISA GETARAN MOTOR BENSIN 4 LANGKAH 2 SILINDER 650CC SEGARIS DENGAN SUDUT ENGKOL 90 UNTUK RUBBER MOUNT

PENGGUNAAN BRACED FRAMES ELEMENT SEBAGAI ELEMEN PENAHAN GEMPA PADA PORTAL BERTINGKAT BANYAK. Reky Stenly Windah ABSTRAK

Simulasi Peredaman Getaran Bangunan dengan Model Empat Tumpuan

STUDI EFEKTIFITAS PENGGUNAAN TUNED MASS DAMPER UNTUK MENGURANGI PENGARUH BEBAN GEMPA PADA STRUKTUR BANGUNAN TINGGI DENGAN LAYOUT BANGUNAN BERBENTUK U

BAB I PENDAHULUAN. mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja kendaraan. truk dengan penambahan pada bagian atap kabin truk berupa

Analisa Concrete Block Anchor pada Floating Breakwater dengan Uji Fisik

STUDI EKSPERIMEN REDAMAN GETARAN TRANSLASI DAN ROTASI DENGAN POSISI SUMBER EKSITASI DVA (DYNAMIC VIBRATION ABSORBER)

01. Panjang gelombang dari gambar di atas adalah. (A) 0,5 m (B) 1,0 m (C) 2,0 m (D) 4,0 m (E) 6,0 m 02.

PERENCANAAN STRUKTUR DERMAGA PETI KEMAS TELUK LAMONG TANJUNG PERAK SURABAYA JAWA TIMUR

Transkripsi:

LAPORAN TUGAS AKHIR

Studi Efek Kondisi-Ujung (end condition) Silinder Fleksibel terhadap Vortex-Induced Vibration

LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN MANFAAT BATASAN MASALAH METODOLOGI ANALISA DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA

LATAR BELAKANG Banyak peneliti sebelumnya yang telah meneliti efek kondisiujung silinder yang bervariasi dan dengan perlakuan yang berbeda-beda, beda namun penelitian dilakukan di laboratorium. Sehingga perlu dilakukan studi numerik dengan kondisi ujung bebas (Morse et al. 2008) HOVER ET AL. (1998) SARPKAYA (1995)

LANJUTAN.. Penelitian ini diaplikasikan pada riser struktur Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) dan CO2 sequestration platform Tanpa Endplate Dengan Endplate pada ujung riser

PERUMUSAN MASALAH Bagaimana karakteristik 1 hidrodinamis yang terbentuk pada jenis kondisi-ujung bebas tersebut? Bagaimana respon struktur 2 (amplitudo dan frekuensi) untuk jenis kondisi-ujung babas?

TUJUAN Mengetahui karakteristikkt tik hidrodinamisdi i yang terbentuk dari jenis kondisi- 1 ujung bb bebas tersebut 2 Mengetahui respon struktur (amplitudo dan frekuensi) untuk jenis kondisi-ujung bebas tersebut

MANFAAT Hasil pemodelan numerik dengan akurasi yang baik terhadap data hasil pengujian fisik di laboratorium dapat digunakan dalam perancangan, khususnya pada tahap perancangan awal (Preliminary Design)

BATASAN MASALAH Data-data yang digunakan adalah data-data yang digunakan pada penelitian yang dilakukan oleh Morse et al. (2008) Silinder yang digunakan adalah silinder vertikal kaku yang pada ujung bagian atas diberikan tumpuan pegas dengan arah transversal (tegak lurus arah aliran fluida) Silinder diasumsikan berada di aliran steady dan terdistribusi secara merata Getaran yang ditinjau adalah getaran akibat aliran tegak lurus (Cross- flow vibration)

METODOLOGI Diagram alir pengerjaan tugas akhir : MULAI Studi literatur: -Makalah dalam jurnal -Makalah seminar/proseding Pengumpulan Data: 1. Properties Struktur: Dimensi silinder, dimensii plat, dan lain-lain l i 2. Kondisi aliran dan gap pada model 1

LANJUTAN.. 1 Pemodelan pada Orcaflex: 1. Model struktur 2. Model aliran Running Output: Karakteristik aliran : Pola aliran fluida, Kec. Aliran setelah menabrak stuktur, Frekuensi vortex shedding,gaya vortex dan frekuensi gaya vortex Analisa respon silinder : Amplitudo dan Frekuensi Validasi hasil studi numerik dengan hasil percobaan tidak ya 2

LANJUTAN.. 2 Kesimpulan: Karakteristik aliran : 1. Pola aliran fluida 2. Kec. Aliran setelah menabrak struktur 3. Frekuensi vortex shedding 4. Gaya vortex arah tegak urus aliran 5. Frekuensi gaya vortex Respon silinder : 1. Amplitudo 2. Frekuensi SELESAI

LANJUTAN.. Data-data yang digunakan : Pemodelan geometri Diameter Outside diameter 5.08 m Massa jenis 7850 kg/m 3 Material Posisi Modulus elastisitas 210000 N/mm 2 Poison ratio 0.3 shear modulus 80000 N/mm 2 Ujung A EL 0 Ujung B EL 40.6 Pemodelan kondisi batas Silinder Ujung A Ujung B Spring Bebas Link/Spring Ujung 1 Ujung 2 Arah gerak Silinder Fix Cross flow K spring Kekakuan 2000 kn/m

LANJUTAN.. Pemodelan baban lingkungan Fluida Temperatur 30 o C Massa jenis 1000 kg/m 3 Arus Kecepatan Arah 10-32 m/s 180 o VIV Vortex tracking Sarpkaya

SKALA 1:100 MODEL C

HASIL DAN PEMBAHASAN POLA ALIRAN Pola aliran fluida pada Model ujung Pola aliran fluida pada Model ujung bebas (C) dengan kecepatan 10 cm/s bebas (C) dengan kecepatan 20 cm/s (Re = 5708) (Re = 11416) Pola aliran fluida pada Model ujung bebas (C) dengan kecepatan 28 cm/s (Re = 15982)

Kecepatan aliran fluida setelah mengenai struktur dengan beberapa variasi kecepatan MODEL D (cm) v (cm 2 /s) U (cm/s) Kecepatan (cm/s) Re C 10 5 5707.87 12 6 6849.44 14 7 7991.01 16 8 9132.58 Free end 5.08 0.0089 18 9 10274.16 20 10 11415.73 22 11 12557.30 24 12 13698.8888 26 13 14840.45 28 14 15982.02

Frekuensi Pelepasan Vortex (Vortex Shedding) MODEL D (cm) U (cm/s) St Fs (Hz) C 10 0.39 12 0.47 14 055 0.55 16 0.63 Free en nd 508 5.08 18 02 0.2 0.71 20 0.79 22 0.87 24 0.94 26 0.102 28 1.1

U>>> Re>>> F>>> Gaya vortex dalam arah tegak lurus aliran fluida Re = 5708

Re = 11416 Re = 15982

G A Y A V O R T E X U (cm/s) F 1/3 (kn/cm) F 1/10 (kn/cm) F RMS (kn/cm) 10 0.16 0.18 0.11684 12 0.24 0.26 0.17068 14 0.31 0.35 0.2211 15 0.32 0.35 0.22728 16 035 0.35 035 0.35 0.2569 18 0.44 0.45 0.3233 20 0.54 0.55 0.39764 22 0.65 0.68 0.47696 24 077 0.77 085 0.85 0.56078 26 0.89 0.90 0.64688 28 1.01 1.10 0.72964

F R E K U E N S I G A Y A U (cm/s) f (Hz) 10 0.009 12 0.011 14 0.013 16 0.015 18 0.017 20 0.019 22 0.021 24 0.022022 26 0.024 28 0.025 V O R T E X

U>>> Re>>> A<<< f>>> Amplitudo silinder dalam arah tegak lurus aliran fluida Re = 5708

Re = 11416 Re = 15982

A M U* eks U* num A* eks A* num1/3 A* num1/10 A* numrms 6 6.06 0.94 0.28 0.311 0.18 6.5 6.48 1 0.32 0.345 0.22 7 698 6.98 101 1.01 029 0.29 0.345 020 0.20 7.5 7.501 0.97 0.10 0.302 0.07 9 9.012 0.72 0.07 0.120 0.05 9.5 9.501 0.69 0.07 0.101 0.05 P 10 10.011 011 062 007 023 005 L 0.05 10.5 10.503 0.52 0.06 0.089 0.04 I 11 11.004 0.28 0.07 0.081 0.04 11.5 11.509 0.14 0.06 0.083 0.04 T U D O R E S P O N 12 12.002 012 0.12 006 0.06 0.073073 004 0.04

F R K U E N S I U* eks U* num f* eks f* num 6 6.06 1 1.05 6.5 6.48 1.005 1.06 7 6.98 1.01 1.06 7.5 7.501 1.015 1.07 9 9 012 105 110 9.5 9.501 1.07 1.12 10 10.011 1.09 1.14 10.5 10.503 1.105 1.16 11 11.004 1.11 1.17 11.5 11.509 1.115 1.17 12 12.002 1.108 1.16 K 9 9.012 1.05 1.10 R E S P O N

KESIMPULAN KARAKTERISTIK HIDRODINAMIS Dari hasil pemodelan dengan ORCAFLEX dapat dilihat bahwa pemodelan yang dilakukan tidak dapat memperlihatkan pola aliran secara 3D tetapi hanya dapat memperlihatkan pola aliran terhadap sumbu mendatar (X-Y) saja ; Dengan adanya interaksi antara fluida dan silinder menyebabkan kecepatan fluida setelah menabrak struktur berkurang sebesa 50 % dari kecepatan awal; Frekuensi pelepasan vortex semakin besar apabila kecepatan aliran fluida diperbesar. Pada U=10 cm/s, Fs=0.39 Hz dan U=20 cm/s, Fs=0.79 Hz; Gaya dan frekuensi vortex arah tegak lurus aliran semakin besar seiring dengan bertambahnya kecepatan aliran dan frekuensinya jg semakin besar yaitu U=10 cm/s dengan f=0.009 Hz, U=20 cm/s dengan f=0.019 Hz dan U=28 cm/s dengan f=0.025 Hz.

KESIMPULAN Respon struktur yang dihasilkan berupa amplitudo dan frekuensi. Dengan bertambahnya kecepatan, amplitudo struktur akan semakin kecil tetapi frekuensi respon semakin besar. Perbandingan amplitudo yang didapat RESPON dari penelitian numerik dan eksperimen yaitu 1:3. Sedangkan frekuensi yang didapat dari penelitian numerik dan eksperimen hampir sama yaitu pada Re=5708, Re=11416, dan Re=15982 nilai frekuensi respon strukturnya berturut-turut adalah 0.392 Hz, 0.425 Hz, dan 0.433 Hz. STRUKTUR

SARAN Dengan menggunakan model 1 yang sama, variasikan kekakuan spring sehingga akan didapat gaya-gaya hidrodinamis yang paling besar Jumlah silinder ditambah dan 2 divariasikan posisinya, sehingga didapatkan gayagaya hidrodinamisyang paling besar

DAFTAR PUSTAKA Blevins, R. D. 2001. Flow Induced Vibration. Krieger Publishing company, Florida. Djatmiko, E. B. 2009. Diktat Kuliah Hidrodinamika 2. Jurusan Teknik Kelautan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember Morse et al., T. L. 2008. The Effect of End Conditions on the Vortex Induced Vibration. Journal of Fluids and Structures 24, 1227-1239. Orcaflex 8.4a7. Orcaflex Theory Reference. Documentation for Orcafex. Purwanti, L. 2008. Analisa Vortex Induced Vibration Pada Riser Tension Leg Platform. Tugas Akhir. Surabaya : Jurusan Teknik Kelautan ITS. Sarpkaya, T. 1981. Mechanics of Wave Force on Offshores Structures. Van Nostrand Reinhold Company, New York. Sumer et al., B. Mutlu. 1999. Hydrodynamics Around Cylindrical Structures. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., Singapore.