UNIVERSITAS DIPONEGORO

dokumen-dokumen yang mirip
UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO PENGARUH BILANGAN REYNOLD TERHADAP KECEPATAN SUDUT TURBIN GORLOV HYDROFOIL NACA SUDUT KEMIRINGAN 45 TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA KARAKTERISTIK HYDRODINAMIK PADA HYDROFOIL NACA 0015 DENGAN MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERHITUNGAN KINERJA TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL DAYA RENDAH TUGAS AKHIR BAHRUDDIN RACHMAT FAUZAN L2E005430

UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO KAJI PERKEMBANGAN KECEPATAN TRANSIENT UNTUK MEMBEDAKAN KUALITAS TURBIN DARIEUS NACA DENGAN VARIASI KECEPATAN ALIRAN AIR

PENGEMBANGAN PERANCANGAN AIRFOIL SUDU TURBIN ANGIN KECEPATAN RENDAH BERBASIS INVERSE DESIGN METHOD MENGGUNAKAN ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

UNIVERSITAS DIPONEGORO PENGARUH BILANGAN REYNOLD TERHADAP KECEPATAN PUTAR TURBIN GORLOV HYDROFOIL NACA SUDUT KEMIRINGAN 37 TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO

ABSTRAK. Keywords : turbin angin, wind turbine aerodynamics, blade design, computational fluid dynamic

UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS AKHIR SINUNG MUGIAJI L2E FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

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

STUDI KOMPUTASIONAL NACA 2412 PADA VARIASI SUDUT PENGGUNAAN SINGLE SLOTTED FLAP DAN FIXED SLOT DENGAN SOFTWARE FLUENT

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... LEMBAR PENGESAHAN DOSEN PENGUJI... PERSEMBAHAN... MOTTO... KATA PENGANTAR...

UNIVERSITAS DIPONEGORO SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA PIPA BERGELOMBANG DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS TUGAS AKHIR


UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS AKHIR KAJI AWAL TURBIN DARRIEUS 3 BLADE HYDROFOIL NACA DENGAN VARIASI BILANGAN REYNOLD ANDRI SETIYAWAN L2E006008

Studi Gaya Drag dan Lift pada Blade Profile NACA 0018 Turbin Arus Laut Sumbu Vertikal

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

UNIVERSITAS DIPONEGORO KAJI SEJARAH PERUBAHAN KECEPATAN SUDUT TURBIN SAVONIUS DENGAN PERBEDAAN SELA ANTAR BUCKET PADA VARIASI BILANGAN REYNOLD

Studi Gaya Drag dan Lift pada Blade Profile NACA 0018 Turbin Arus Laut Sumbu Vertikal

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

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

BAB III METODOLOGI PERHITUNGAN

Skripsi. Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Sarjana Strata 1 (S1) Disusun Oleh: SLAMET SUTRISNO JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN

TUGAS AKHIR STUDI WINGLET NACA 2409 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

STUDI SIMULASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ARUS LAUT MENGGUNAKAN HORIZONTAL AXIS TURBIN DENGAN METODE CFD

TAKARIR. Computational Fluid Dynamic : Komputasi Aliran Fluida Dinamik. : Kerapatan udara : Padat atau pejal. : Memiliki jumlah sel tak terhingga

UNIVERSITAS DIPONEGORO

IRVAN DARMAWAN X

SIMULASI AERODINAMIS DAN TEGANGAN PROPELER PESAWAT TIPE AIRFOIL NACA M6 MELALUI ANALISA KOMPUTASI DINAMIKA MENGGUNAKAN MATERIAL PADUAN (94% Al-6% Mg)

Analisa Sudut Serang Hidrofoil Terhadap Gaya Angkat Kapal Trimaran Hidrofoil Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics (Cfd)

JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA

Desain Blade Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut di Banyuwangi Berbasis CFD

Available online at Website

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN VARIASI PANJANG PIPA PEMASUKAN DAN VARIASI TINGGI TABUNG UDARA MENGGUNAKAN CFD

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SIMULASI PERILAKU AERODINAMIKA DALAM KONDISI STEADY DAN UNSTEADY PADA MOBIL MENYERUPAI TOYOTA AVANZA DENGAN CFD

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

SKRIPSI SIMULASI ALIRAN FLUIDA YANG MELEWATI KATUP TEKAN BERBENTUK PLAT DATAR PADA POMPA HIDRAM DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM FLUENT

SIMULASI PERPINDAHAN PANAS GEOMETRI FIN DATAR PADA HEAT EXCHANGER DENGAN ANSYS FLUENT

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISIS KEGAGALAN SAFETY JOINT PADA PURIFIER KAPAL TUGAS AKHIR ABDUL HAMID L2E FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

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

INVESTIGASI KARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS PADA DESAIN HELICAL BAFFLE PENUKAR PANAS TIPE SHELL AND TUBE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

OPTIMALISASI DESAIN TURBIN PLTA PICO- HYDRO UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI DAYA DENGAN BANTUAN SOFTWARE CFD DAN KONSEP REVERSE ENGINEERING

PENGUJIAN KOMPOR GAS HEMAT ENERGI MEMANFAATKAN ELEKTROLISA AIR DENGAN ELEKTRODA LEMPENG BERLARUTAN NaOH

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA KEBUTUHAN UDARA UNTUK PEMBAKARAN SEMPURNA PADA BOILER UNIT 1 PLTU 3 JAWA TIMUR TANJUNG AWAR-AWAR TUGAS AKHIR

SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik EKAWIRA K NAPITUPULU NIM

UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS SARJANA. Disusun oleh:

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

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

UNIVERSITAS DIPONEGORO

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

STUDI AERODINAMIKA PROFIL NACA DENGAN MENGGUNAKAN SOLIDWORK

UNIVERSITAS DIPONEGORO UJI UNJUK KERJA TURBIN ANGIN POROS HORIZONTAL 3 SUDU DENGAN BERBAGAI VARIASI SUDUT SERANG TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SIMULASI NUMERIK ALIRAN 3D UNTUK KONDISI QUASI STEADY DAN UNSTEADY PADA TURBIN UAP AKSIAL

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

PENGARUH DIAMETER SHOULDER DAN BENTUK PIN TERHADAP DISTRIBUSI TEMPERATUR PADA FRICTION STIR WELDING DENGAN MENGGUNAKAN PEMODELAN CFD TIGA DIMENSI

BAB I PENDAHULUAN. Desain yang baik dari sebuah airfoil sangatlah perlu dilakukan, dengan tujuan untuk meningkatkan unjuk kerja airfoil

SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA KOMPRESOR DALAM INSTALASI TURBIN GAS DENGAN DAYA 141,9MW MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.3.

STUDI PLAT TEKAN YANG MELIBATKAN PLASTISITAS MATERIAL

PENGARUH SUDUT KELENGKUNGAN SUDU SAVONIUS PADA HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE TERHADAP POWER GENERATION

BAB I PENDAHULUAN. bagian yang kecil sampai bagian yang besar sebelum semua. bagian tersebut dirangkai menjadi sebuah pesawat.

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PLATFORM VALIDASI INERTIAL MEASUREMENT UNIT (IMU) TUGAS AKHIR DIMAS BIMO NUGROHO L2E

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

UNIVERSITAS DIPONEGORO OPTIMASI DAERAH SLIP PADA PERMUKAAN BERTEKSTUR PADA PELUMASAN MEMS (MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS) TUGAS SARJANA

ANALISIS KARAKTERISTIK AERODINAMIKA SEMI TRAILER TRUCK DENGAN MODIFIKASI VORTEX TRAP MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS)

TUGAS AKHIR ANALISIS DESAIN VERTIKAL WIND TURBIN DENGAN AIR FOIL NACA 0016 MODIFIED MENGGUNAKAN SOFTWARE ANSYS 14.5.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Prosedur Penggunaan Software Ansys FLUENT 15.0

TUGAS AKHIR STUDI PERENCANAAN UNTUK PERFORMANCE SPOILER MCX-1 SP DAN MCX-2 SP PADA KENDARAAN TRUK DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

UNIVERSITAS INDONESIA SIMULASI CFD PADA MESIN DIESEL INJEKSI LANGSUNG DENGAN BAHAN BAKAR BIODIESEL DAN SOLAR TESIS

ANALISIS BUCKLING TERHADAP TABUNG PLAT TIPIS MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

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

UNIVERSITAS DIPONEGORO. Optimasi Gripper Dua Lengan dengan Menggunakan Metode Genetic Algorithm pada Simulator Arm Robot 5 DOF (Degree of Freedom)

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

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

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

UNIVERSITAS DIPONEGORO

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

MUSEUM BAHARI TANJUNG MAS SEMARANG DENGAN DESAIN UNDERWATER

UNIVERSITAS DIPONEGORO

LAPORAN TUGAS SARJANA

ANALISIS PERFORMA EFISIENSI AUXILIARY OIL PUMP (AC LUBE OIL PUMP) PADA SISTEM PELUMASAN TURBIN UNIT 10 PLTU JAWA TENGAH REMBANG

TUGAS SARJANA STUDI KARAKTERISTIK SECONDARY FLOW DAN SEPARASI ALIRAN PADA RECTANGULAR DUCT 900 DENGAN ANGKA REYNOLDS 110.

LP3A SEKOLAH INKLUSI DI KABUPATEN BOYOLALI ISTI NUGROHO

ANALISIS AIRFOIL WING GROUND EFFECT YANG TERBANG CRUISING DAN DIPENGARUHI OLEH PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE FLUENT

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

SIMULASI PERPINDAHAN PANAS KOLEKTOR SURYA TIPE TABUNG PLAT DATAR MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

ecofirm SIMULASI MEKANISME PASSIVE PITCH DENGAN FLAPPING WING PADA TURBIN VERTIKAL AKSIS ARUS SUNGAI TIPE DARRIEUS STRAIGHT-BLADED BERBASIS CFD

PERNYATAAN. Yogyakarta, 17 Agustus Immawan Wahyudi Ahyar. iii

BAB IV ANALISA DATA. Kecepatan arus ( m/s) 0,6 1,2 1,6 1,8. Data kecepatan arus pada musim Barat di Bulan Desember dapt dilihat dari tabel di bawah.

STUDI EKSPERIMENTAL EFEK JUMLAH SUDU PADA TURBIN AIR BERSUMBU HORISONTAL TIPE DRAG TERHADAP PEMBANGKITAN TENAGA PADA ALIRAN AIR DALAM PIPA

SIMULASI ALIRAN FLUIDA PADA POMPA HIDRAM DENGAN TINGGI AIR JATUH 2.3 M DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

SIMULASI ALIRAN UDARA 3D PADA COMBUSTION CHAMBER ENGINE GE.J47-GE-17 DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE FLUENT. Skripsi. Sarjana Strata 1 (S1)

Transkripsi:

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA KARAKTERISTIK HIDRODINAMIK PADA HYDROFOIL NACA 0012 DENGAN VARIASI SUDUT SERANG 0 SAMPAI DENGAN 180 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) TUGAS AKHIR AHMAD HANAFI L2E 005 417 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN SEMARANG MARET 2011 i

TUGAS SARJANA Diberikan kepada : Nama : Ahmad Hanafi NIM : L2E 005 417 Dosen Pembimbing : I. Ir. Sudargana, MT. Jangka waktu : April 2010 Januari 2011 Judul : Analisa Karakteristik Hidrodinamik pada Hydrofoil NACA 0012 Dengan Variasi sudut Serang 0 sampai dengan 180 Menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD) Isi Tugas : 1. Mengetahui karakteristik Hidrodinamik hydrofoil NACA 0012 dan pengaruhnya terhadap drag coefficient dan lift coefficient 2. Menyusun database dari NACA 0012 berdasarkan variasi sudut serang 0 180 dan variasi kecepatan. 3. Melakukan proses simulasi dengan menggunakan software Fluent 6.2.16 dengan input meshing dari Gambit 2.3.16 4. Membuat analisa karakteristik hydrofoil NACA 0012 dengan verifikasi perbandingan dari data literatur. Semarang, Maret 2011 Pembimbing Tugas Sarjana ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi/Tesis/Disertasi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. NAMA : Ahmad Hanafi NIM : L2E 005 417 Tanda Tangan : Tanggal : Maret 2011 iii

iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Ahmad Hanafi NIM : L2E 005 417 Jurusan/Program Studi : Teknik Mesin Departemen : Universitas Diponegoro Fakultas : Teknik Jenis Karya : Skripsi demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Noneexclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : ANALISA KARAKTERISTIK HIDRODINAMIK PADA HYDROFOIL NACA 0012 DENGAN VARIASI SUDUT SERANG 0 SAMPAI DENGAN 180 MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD) beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Semarang Pada Tanggal : Maret 2011 Yang menyatakan ( Ahmad Hanafi ) NIM. L2E 005 417 v

PERSEMBAHAN TUGAS SARJANA INI KUPERSEMBAHKAN TERUNTUK : Bapak dan Ibuku Tercinta, Semoga Alloh selalu melimpahkan keberkahan atasmu, terima kasih atas segala kasih sayangmu Mbak dan Adikku tersayang, terima kasih atas dukungannya Untuk Seluruh MUROBBI ku selama di Undip. Seluruh ikhwah (ikhwan dan akhwat) di Forum angkatan 05 ESIA 05 terima kasih atas semangat dan ukhuwahnya...kita akan terus berkontribusi untuk dakwah dimanapun kita berada. Seluruh ikhhwah TEKNIK, Ikhwah UNDIP dan Ikhwah Semarang. Baik di ROHIS, di KAMMI atau di manapun. vi

MOTTO Hai orangorang mukmin, jika kamu menolong (agama) Allah, niscaya Dia akan menolongmu dan meneguhkan kedudukanmu (Q.S. Muhammad : 7) Khairunnasi Anfa uhum Linnas Sebaik baik manusia adalah yang paling memberikan manfaat bagi orang lain (Hadits) Realita/kenyataan hari ini adalah impianimpian kemarin, impian impian hari ini adalah kenyataan esok hari ( Imam Hasan Al Banna) "Barangsiapa dimintai penjelasan tentang suatu ilmu pengetahuan kemudian dia tidak menjawab (menyembunyikan), maka dia akan diikat dengan ikat dari api neraka." (HR. Abu Daud, Tirmidzi dan Hakim). Sesaungguhnya di dalam kesulitan terdapat kemudahan (Al Insyirah : 6) Hai orangorang beriman apabila dikatakan kepadamu: "Berlapanglapanglah dalam majlis", maka lapangkanlah niscaya Allah akan memberi kelapangan untukmu. Dan apabila dikatakan: "Berdirilah kamu", maka berdirilah, niscaya Allah akan meninggikan orangorang yang beriman di antaramu dan orangorang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan. (Q.S. Al Mujaadillah : 11) vii

ABSTRAK Seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan energi listrik serta menipisnya cadangan bahan bakar fosil, maka dibutuhkan suatu sumber energy alternatif terbarukan (renewable energy). Dari sekian banyak sumbersumber energi terbarukan tersebut, jika dilihat dari sisi ketersediannya, maka yang cukup banyak salah satunya adalah energi arus laut (ocean current energy). Indonesia yang sebagian besar wilayahnya berupa perairan, yang mendekati dua per tiga wilayah menyimpan potensi energi arus air yang sangat besar. Saat ini, telah dikembangkan turbin arus air Gorlov yang efisien dapat mengambil energi dari arus air tanpa memakai bendungan. Dan salah satu aspek terpenting dalam perancangan sebuah sudu turbin adalah pemilihan hydrofoil. Penelitian Tugas Akhir ini menganalisis karakteristik ahidrodinamik hydrofoil NACA 0012 dengan variasi sudut serang 0 o sampai 180 o dengan beberapa variasi kecepatan, yaitu 2 m/s, 2.5 m/s, 3 m/s, 3.5 m/s dan 4 m/s. Metode yang digunakan yaitu dengan melakukan perhitungan numerik menggunakan program Computational Fluid Dynamic (CFD). Hasil simulasi akan menunjukkan karakteristik berupa koefisien gaya angkat (lift Coefficient) dan koefisien gaya drag (Drag coefficient) dari hydrofoil yang dikenai sudut serang dengan variasi kecepatan tersebut. Kata kunci: Lift Coefficient, Drag Coefficient, Hydrofoil, NACA 0012, Sudut Serang 0 o sampai 180 o, variasi kecepatan. viii

ABSTACK Along with the increasing electricity demand and depletion of fossil fuel reserves, renewable alternative energy sources (renewable energy). Of the most renewable energy sources, if viewed from the side of availability, it is pretty much one of them is the energy of ocean currents (ocean current energy). Indonesia is part of its area is water, which is approaching twothirds of the region holds the potential energy of water currents are very large. Today, has developed Gorlov turbine efficient water flow to extract energy from water currents without using dams. So, one of the most important aspects in designing a turbine blade is hydrofoil election. The final project research analyzed the aerodynamic of hydrofoil characteristics NACA 0012 with angle of attack variation 0 o to 180 o with a few variations of speed, which is 2 m / s, 2.5 m / s, 3 m / s, 3.5 m / s and 4 m / s. The method used is to perform numerical calculations using Computational Fluid The simulation results will show the characteristics of the lift coefficient and drag coefficient of the hydrofoil which subjected to variation of angle of attack with speed. Keywords: Lift Coefficient, Drag Coefficient, Hydrofoil, NACA 0012, Angle of Attack 0 o to 180 o, the speed variation. ix

KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil alamin. Segala puji penulis senantiasa panjatkan atas kehadirat Allah Robbul Izzati yang tiada hentinya mencurahkan rahmat dan hidayah Nya sehingga dengan segala karunia yang diberikannya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan judul Analisa Karakteristik Hidrodinamik pada Hydrofoil NACA 0012 Dengan Variasi sudut Serang 0 sampai dengan 180 Menggunakan Computational Fluid Dynamic (CFD) ini. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurah kepada uswah hasanah kita semua yang dengan segala aktivitas dakwah yang beliau jalankan telah menerangi manusia dari kegelapan jahiliyyah dengan risalah yang dibawanya, yaitu Islam. Dalam Laporan Tugas Akhir ini penulis membahas tentang analisa karakteristik Hidrodinamik pada Hydrofoil NACA 0012. Analisa Hidrodinamik Airfoil ini untuk mengetahui karakteristik airfoil serta pengaruhnya terhadap koefisien tahanan geser (drag coefficient) maupun koefisien tahanan angkat (lift coefficient). Dalam kesempatan ini penulis juga hendak menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Begitu banyak pihak yang baik secara langsung maupun tidak langsung mendorong penulis dalam menyelesaikan studi ini dari awal hingga akhir., yaitu : 1. Ir. Sudargana, MT., sebagai dosen pembimbing Tugas Akhir sekaligus sebagai dosen wali penulis di Jurusan Teknik Mesin. 2. Pihak pihak yang telah banyak membantu. Hanya ucapan terima kasih yang dapat penulis sampaikan dan doa semoga Allah Ar Rahman Ar Rahim membalas kebaikan kepada kalian semua karena sungguh hanya Allah sajalah yang dapat membalasnya dengan balasan yang lebih baik. Selanjutnya harapan penulis adalah semoga apa yang telah penulis kerjakan dapat memberikan manfaat kepada kita semua sehingga menjadikan pemberat timbangan amal kebaikan bagi penulis yang akan dibawa di yaumil akhir nanti. Terakhir, dengan selesainya penulisan Laporan Tugas Akhir ini berarti selesai pula masa studi penulis di Jurusan Teknik Mesin Undip. Semoga sepenggal episode x

kehidupan penulis di kampus ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan juga kepada orang lain, dan semoga dapat dijadikan sebagai persiapan untuk menjalani penggalan episode kehidupan selanjutnya. Amin Semarang, Maret 2011 Penulis xi

DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Tugas Sarjana... ii Halaman Pernyataan Orisinalitas... iii Halaman Pengesahan... iv Halaman Pernyataan Persetujuaan Publikasi... v Halaman Persembahan... vi Halaman Motto... vii Abstrak... viii Kata Pengantar... x Daftar Isi... xii Daftar Tabel... xv Daftar Gambar... xvi Nomenklatur... xxi BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang... 1 1.2. Perumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penulisan... 2 1.4. Batasan Masalah... 2 1.5. Metode Penyelesaian Masalah... 3 1.6. Sistematika Penulisan Laporan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Definisi dan Karakteristik Fluida... 5 2.2 Klasifikasi aliran Fluida... 6 2.2.1 Aliran inviscid dan viscous... 7 2.2.2 Aliran Laminar dan Aliran Turbulent....7 2.2.3 Aliran Compressible dan Incompressible... 8 xii

2.2.4 Aliran Internal dan External....9 2.3 Persamaan Dasar Aliran fluida... 10 2.3.1 Persamaan Kekealan Massa... 10 2.3.2 Persamaan Kekekalan Momentum....12 2.3.3 Persamaan Energi... 14 2.4 Bilangan Reynold... 15 2.5 Gaya gaya Pada Benda... 16 2.5.1 Geometri Benda... 16 2.5.2 Perhitungan Gaya Tahanan dan Gaya Angkat... 18 2.5.3 Jenis Tahanan... 21 2.5.3 Lapisan Batas... 22 2.6 Karakteristik Airfoil NACA... 26 2.6.1 Karakteristik Airfoil... 27 2.6.2 NACA seri 4 Digit... 29 BAB III PEMODELAN CFD 3.1 Model Benda... 31 3.2 Langkah Pengerjaan... 31 3.3 Simulasi Numerik Pada Fluent 6.2.16... 33 3.3.1 Pembentukan Model dan Kondisi Batas... 33 3.3.2 Penggenerasian mesh... 34 3.3.3 Model Solver... 36 3.3.4 Pendefinisian Material... 37 3.3.5 Pendefinisian Kondisi Batas... 38 3.4 Proses Simulasi... 42 4.4.1 Control Solusi... 42 4.4.2 Solusi Parameter Hidrodinamik Hydrofoil... 43 3.5 Analisa Jumlah Grid dengan Hasil Simulasi... 45 3.6 Analisa Kondisi Batas... 47 xiii

BAB IV HASIL SIMULASI 4.1 Perbandingan Hasil Simulasi dengan Data Eksperimen... 49 4.1.1 Grafik Perbandingan Gaya Angkat dan Gaya Geser... 49 4.1.2 Nilai Perbandingan Koefisien Lift dan Drag... 53 4.2 Analisa Hasil Simulasi... 56 4.2.1 Sudut Serang α = 0 o... 56 4.2.2 Sudut Serang α = 15 o... 61 4.2.3 Sudut Serang α = 30 o... 67 4.2.4 Sudut Serang α = 45 o... 73 4.2.5 Sudut Serang α = 60 o... 79 4.2.6 Sudut Serang α = 90 o... 85 4.2.7 Sudut Serang α = 120 o... 90 4.2.8 Sudut Serang α = 150 o... 96 4.2.9 Sudut Serang α = 180 o... 101 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 107 5.2 Saran... 108 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 : Simulasi grid dependen Cl dan Cd sudut 0 dan v = 2 m/s.......45 Tabel 3.2 : Simulasi grid dependen Cl dan Cd sudut 15 dan v = 2 m/s........46 Tabel 3.2 : Nilai perbandingan Cl dan Cd dengan tipe simulasi yang berbeda... 48 Tabel 4.1 : Tabel Nilai Coeffisien Lift dan Drag hasil simulasi CFD dengan hasil eksperimen berdasarkan pendekatan Reynold Number 2000.000...53 xv

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Perilaku (a) solid/padat dan (b) fluida, yang dikenai gaya geser... 5 Gambar 2.2 : Klasifikasi Hidrodinamika aliran... 6 Gambar 2.3 : Berbagai daerah aliran lapisan batas diatas plat rata... 7 Gambar 2.4 : Variasi kecepatan (satu dimensi) terhadap waktu... 8 Gambar 2.5 : Beberapa contoh aliran luar... 9 Gambar 2.6 : Keseimbangan massa pada elemen fluida... 11 Gambar 2.7 : Komponen tegangan menurut arah sumbux... 12 Gambar 2.8 : Benda dua dimensi... 17 Gambar 2.9 : Benda tiga dimensi... 17 Gambar 2.10 : Benda axisymetric... 18 Gambar 2.11 : Distribusi tekanan dan tegangan geser pada suatu airfoil... 18 Gambar 2.12 : Geometri elemen gaya pada airfoil... 19 Gambar 2.13 : Definisi luas planform dan luas frontal... 21 Gambar 2.14 : Tahanan permukaan pada plat datar... 22 Gambar 2.15 : Tahanan bentuk pada bluff bodies... 22 Gambar 2.16 : Lapisan batas viskos tipis pada suatu benda tipis... 23 Gambar 2.17 : Lapisan batas pada suatu pelat datar... 24 Gambar 2.18 : Variasi koefisien tahanan terhadap bilangan Reynolds... 25 Gambar 2.19 : Efek streamlining pada pengurangan tahanan benda dua dimensi... 26 Gambar 2.20 : NACA airfoil geometry... 27 Gambar 2.21 : Proses terbentuknya gaya angkat... 28 Gambar 2.22 : NACA 4 digit... 30 Gambar 3.1 : Diagram Alir Pemodelan CFD... 32 Gambar 3.2 : Daerah asal (domain) untuk airfoil dalam aliran dua dimensi... 34 Gambar 3.3 : Grid quadrilateral terstruktur pada domain... 35 Gambar 3.4 : Metode solusi Segregated.... 36 Gambar 3.5 : Panel Pendefinisian Material... 38 Gambar 3.6 : Daerah asal (domain) untuk airfoil dalam aliran dua dimensi... 40 xvi

Gambar 3.7 : Panel velocity_inlet... 40 Gambar 3.8 : Panel pressure outlet... 41 Gambar 3.9 : Panel wall condition... 41 Gambar 3.10 : Panel control solution... 42 Gambar 3.11 : Panel Kriteria konvergensi... 43 Gambar 3.12 : Iterasi telah mencapai kriteria konvergensi (1e3)... 44 Gambar 3.13 : Kontinuitas aliran massa (Net massflow: 0.004887438 )... 44 Gambar 3.14 : Grafik grid dependen Cl dan Cd sudut 0 dan V=2m/s... 46 Gambar 3.15 : Grafik grid dependen Cl dan Cd sudut 15 dan V=2m/s... 47 Gambar 4.1 : Grafik perbandingan Coeffient Lift dan Drag dengan v = 2 m/s... 49 Gambar 4.2 : Grafik perbandingan Coeffient Lift dan Drag dengan v = 2.5 m/s... 50 Gambar 4.3 : Grafik perbandingan Coeffient Lift dan Drag dengan v = 3 m/s... 50 Gambar 4.4 : Grafik perbandingan Coeffient Lift dan Drag dengan v = 3.5 m/s.... 51 Gambar 4.5 : Grafik perbandingan Coeffient Lift dan Drag dengan v = 4 m/s... 51 Gambar 4.6 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 0 o, v =2 m/s... 56 Gambar 4.7 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 0 o, v = 2 m/s... 56 Gambar 4.8 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 0 o, v =2.5 m/s... 57 Gambar 4.9 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 0 o, v = 2.5 m/s... 57 Gambar 4.10 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 0 o, v =3 m/s... 58 Gambar 4.11 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 0 o, v =3 m/s... 58 Gambar 4.12 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 0 o, v =3.5 m/s... 59 Gambar 4.13 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 0 o, v = 3.5 m/s... 59 Gambar 4.14 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 0 o, v = 4 m/s... 60 Gambar 4.15 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 0 o, v = 4 m/s... 60 Gambar 4.16 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 15 o, v =2 m/s... 61 Gambar 4.17 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 15 o, v = 2 m/s... 62 Gambar 4.18 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 15 o, v =2.5 m/s... 62 Gambar 4.19 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 15 o, v = 2.5 m/s... 63 Gambar 4.20 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 15 o, v =3 m/s... 63 Gambar 4.21 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 15 o, v =3 m/s... 64 Gambar 4.22 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 15 o, v =3.5 m/s... 64 Gambar 4.23 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 15 o, v = 3.5 m/s... 65 xvii

Gambar 4.24 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 15 o, v = 4 m/s... 65 Gambar 4.25 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 15 o, v = 4 m/s... 66 Gambar 4.26 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 30 o, v =2 m/s... 67 Gambar 4.27 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 30 o, v = 2 m/s... 67 Gambar 4.28 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 30 o, v =2.5 m/s... 68 Gambar 4.29 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 30 o, v = 2.5 m/s... 68 Gambar 4.30 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 30 o, v =3 m/s... 69 Gambar 4.31 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 30 o, v =3 m/s... 69 Gambar 4.32 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 30 o, v =3.5 m/s... 70 Gambar 4.33 : Kontur kecepatan pada sudut serang α =3 0 o, v = 3.5 m/s... 70 Gambar 4.34 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 30 o, v = 4 m/s... 71 Gambar 4.35 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 30 o, v = 4 m/s... 71 Gambar 4.36 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 45 o, v =2 m/s... 73 Gambar 4.37 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 45 o, v = 2 m/s... 73 Gambar 4.38 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 45 o, v =2.5 m/s... 74 Gambar 4.39 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 45 o, v = 2.5 m/s... 74 Gambar 4.40 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 45 o, v =3 m/s... 75 Gambar 4.41 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 45 o, v =3 m/s... 75 Gambar 4.42 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 45 o, v =3.5 m/s... 76 Gambar 4.43 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 45 o, v = 3.5 m/s... 76 Gambar 4.44 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 45 o, v = 4 m/s... 77 Gambar 4.45 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 45 o, v = 4 m/s... 77 Gambar 4.46 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 60 o, v =2 m/s... 79 Gambar 4.47 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 60 o, v = 2 m/s... 79 Gambar 4.48 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 60 o, v =2.5 m/s... 80 Gambar 4.49 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 60 o, v = 2.5 m/s... 80 Gambar 4.50 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 60 o, v =3 m/s... 81 Gambar 4.51 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 60 o, v =3 m/s... 81 Gambar 4.52 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 60 o, v =3.5 m/s... 82 Gambar 4.53 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 60 o, v = 3.5 m/s... 82 Gambar 4.54 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 60 o, v = 4 m/s... 83 Gambar 4.55 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 60 o, v = 4 m/s... 83 xviii

Gambar 4.56 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 90 o, v =2 m/s... 85 Gambar 4.57 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 90 o, v = 2 m/s... 85 Gambar 4.58 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 90 o, v =2.5 m/s... 86 Gambar 4.59 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 90 o, v = 2.5 m/s... 86 Gambar 4.60 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 90 o, v =3 m/s... 87 Gambar 4.61 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 90 o, v =3 m/s... 87 Gambar 4.62 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 90 o, v =3.5 m/s... 88 Gambar 4.63 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 90 o, v = 3.5 m/s... 88 Gambar 4.64 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 90 o, v = 4 m/s... 89 Gambar 4.65 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 90 o, v = 4 m/s... 89 Gambar 4.66 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 120 o, v =2 m/s... 90 Gambar 4.67 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 120 o, v = 2 m/s... 91 Gambar 4.68 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 120 o, v =2.5 m/s... 91 Gambar 4.69 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 120 o, v = 2.5 m/s... 92 Gambar 4.70 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 120 o, v =3 m/s... 92 Gambar 4.71 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 120 o, v =3 m/s... 93 Gambar 4.72 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 120 o, v =3.5 m/s... 93 Gambar 4.73 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 120 o, v = 3.5 m/s... 94 Gambar 4.74 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 120 o, v = 4 m/s... 94 Gambar 4.75 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 120 o, v = 4 m/s... 95 Gambar 4.76 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 150 o, v =2 m/s... 96 Gambar 4.77 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 150 o, v = 2 m/s... 96 Gambar 4.78 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 150 o, v =2.5 m/s... 97 Gambar 4.79 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 150 o, v = 2.5 m/s... 97 Gambar 4.80 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 150 o, v =3 m/s... 98 Gambar 4.81 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 150 o, v =3 m/s... 98 Gambar 4.82 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 150 o, v =3.5 m/s... 99 Gambar 4.83 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 150 o, v = 3.5 m/s... 99 Gambar 4.84 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 150 o, v = 4 m/s... 100 Gambar 4.85 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 150 o, v = 4 m/s... 100 Gambar 4.86 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 180 o, v =2 m/s... 101 Gambar 4.87 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 180 o, v = 2 m/s... 102 xix

Gambar 4.88 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 180 o, v =2.5 m/s.. 102 Gambar 4.89 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 180 o, v = 2.5 m/s... 103 Gambar 4.90 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 280 o, v =3 m/s... 103 Gambar 4.91 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 180 o, v =3 m/s... 104 Gambar 4.92 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α =180 o, v =3.5 m/s... 104 Gambar 4.93 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 180 o, v = 3.5 m/s... 105 Gambar 4.94 : Kontur distribusi tekanan pada sudut serang α = 180 o, v = 4 m/s... 105 Gambar 4.95 : Kontur kecepatan pada sudut serang α = 180 o, v = 4 m/s... 106 xx

A a b C c C D C Df C Dp C L C M D E F(x) F h J k eff k t L M n P S s T t t u U V NOMENKLATUR Luasan acuan Input Radius lingkaran Panjang chord Kecepatan suara Koefisien drag Koefisien friction drag Koefisien pressure drag Koefisien lift Koefisien Momen Gaya hambat Energy Fungsi ratarata kuadrat error Resultan gaya aerodinamika Enthalpy Fluks difusi Konduktivitas efektif Konduksi thermal Lift Momen Vector satuan gaya arah normal Tekanan Luasan acuan Parameter koordinat pergeseran transformasi joukowski Temperatur Target Vector satuan gaya arah tangensial Vector kecepatan arah sumbu x Kecepatan arus bebas Kecepatan aliran xxi m 2 m m m/s N Joule N Joule/kg W/m.K W/m.K N N.m N/m 2 m 2 K m/s m/s m/s

v w x,y,z µ τ S h Re α Vector kecepatan arah sumbu y Vector kecepatan arah sumbu z Sumbu koordinat kartesius Viskositas fluida Tegangan viskos (tegangan geser fluida) Densitas fluida Disipasi viskos Bilangan reynold Sudut serang Ketebalan lapisan batas m/s m/s kg/m.s N/m 2 kg/m 3 m xxii