ANALISIS KOEFISIEN DRAG PADA MOBIL HEMAT ENERGI "MESIN USU" DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD

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

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

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

BAB I PENDAHULUAN. mobil dan alat transportasi lainnya disebabkan adanya gerakan. relatif dari udara disepanjang bentuk body kendaraan.

MEKANIKA Volume xxnomorx, Bulan Tahun

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

ROTASI Volume 8 Nomor 1 Januari

UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

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

Analisis Aerodinamika Body Mobil Hemat Energi Antawirya Residual-Sat Dengan Menggunakan Metode Computational Fluid Dynamics

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

PERBANDINGAN ANALISIS AERODINAMIKA PADA MOBIL SEDAN GENERIK BERBAGAI MODEL DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

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

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

NASKAH PUBLIKASI TUGAS AKHIR ANALISA AERODINAMIKA PADA BODI MOBIL BAYU SURYA MENGGUNAKAN CFD PADA SOFTWARE ANSYS 15.0

Desain dan Simulasi Frame dan Bodi Kendaraan Konsep Urban Menggunakan Software CAD

PENGARUH MODIFIKASI DIFFUSOR TERHADAP GAYA AERODINAMIKA MOBIL LISTRIK PANCASONA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Prosedur Penggunaan Software Ansys FLUENT 15.0

SIMULASI AERODINAMIKA DESAIN MOBIL HEMAT BAHAN BAKAR ANTAWIRYA DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

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

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

DESAIN DAN ANALISA AERODINAMIKA BODI MOBIL HEMAT ENERGI ESTUNGKARA 3.0 DAN STABILITASNYA TERHADAP CROSSWIND

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

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH SIMULASI PERILAKU AERODINAMIKA DALAM KONDISI STEADY DAN UNSTEADY PADA MOBIL MENYERUPAI TOYOTA AVANZA DENGAN CFD

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

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

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

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

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

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

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

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

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

terowongan angin baik dalam ukuran kendaraan yang sebenarnya maupun dalam ukuran skala. Akan tetapi cara-cara pengujian koefisien tahanan dalam terowo

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

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

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

NASKAH PUBLIKASI STUDI PERENCANAAN UNTUK PERFORMANCE SPOILER MCX-1 SP DAN MCX-2 SP PADA KENDARAAN TRUK DENGAN METODE

ANALISA ALIRAN DAN TEKANAN PADA BULBOUS BOW DENGAN DIMPLE (CEKUNGAN) MENGGUNAKAN PENDEKATAN CFD

ANALISA GEOMETRI BODI MOBIL DAN AERODINAMIS MATERIAL BERBAHAN DASAR SERAT FIBER SKRIPSI OLEH : Yudha Hafitsah

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

SIMULASI NUMERIK UJI EKSPERIMENTAL PROFIL ALIRAN SALURAN MULTI BELOKAN DENGAN VARIASI SUDU PENGARAH

The Analysis of Velocity Flow Effect on Drag Force by Using Computational Fluid Dynamics

IRVAN DARMAWAN X

MAKALAH KOMPUTASI NUMERIK

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

ANALISIS GEOMETRI PELURU TERHADAP NILAI DRAG COEFFICIENT PADA KECEPATAN 304,8 m/s

ANALISA AERODINAMIKA PADA SEPEDA DENGAN FORMASI BERIRINGAN DENGAN VARIASI KECEPATAN DAN JARAK ANTAR SEPEDA MENGGUNAKAN CFD FLUENT 6.

4.2 Laminer dan Turbulent Boundary Layer pada Pelat Datar. pada aliran di leading edge karena perubahan kecepatan aliran yang tadinya uniform

BAB IV PROSES SIMULASI

Analisis Aerodinamika Pada Body Car Dengan Menggunakan Software Berbasis Computational Fluid Dynamics (CFD)

ANALISA LAJU ALIRAN FLUIDA PADA MESIN PENGERING KONVEYOR PNEUMATIK DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI CFD

FORMULASI PENGETAHUAN PROSES MELALUI SIMULASI ALIRAN FLUIDA TIGA DIMENSI

Desain dan Analisa Aerodimanika Dengan menggunakan Pendekatan CFD. Pada Model 3D Untuk Mobil Prototype Engku Putri

Kaji Numerik Aliran Jet-Swirling Pada Saluran Annulus Menggunakan Metode Volume Hingga

Analisis komputasi pengaruh geometri muka terhadap koefisien hambatan aerodinamika pada model kendaraan

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

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

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

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

BAB III ANALISA KONDISI FLUIDA DAN PROSEDUR SIMULASI

BAB IV VALIDASI SOFTWARE. Validasi software Ansys CFD Flotran menggunakan dua classical flow

STUDI EKSPERIMEN dan NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN KEKASARAN PERMUKAAN TERHADAP KARAKTERISTIK BOUNDARY LAYER MELINTASI BUMP (Re = 21000)

Komparasi Bentuk Daun Kemudi terhadap Gaya Belok dengan Pendekatan CFD

Analisis Perbandingan Velocity Dan Shear Stress Perkembangan Boundary Layer Flat Plate Menggunakan Turbulent Model k ε (Standard, Realizable, RNG)

TUGAS AKHIR ANALISIS AERODINAMIKA PADA BODI MOBIL BAYU SURYA MENGGUNAKAN CFD PADA SOFTWARE ANSYS 15.0

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.

Muchammad 1) Abstrak. Kata kunci: Pressure drop, heat sink, impingement air cooled, saluran rectangular, flow rate.

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

INST-06: PENGEMBANGAN DESAIN TEROWONGAN ANGIN SEDERHANA

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

BAB I PENDAHULUAN. aerodinamika pesawat terbang adalah mengenai airfoil sayap. pesawat. Fenomena pada airfoil yaitu adanya gerakan fluida yang

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

SIMULASI NUMERIK ALIRAN FLUIDA PADA TINGKAT PERTAMA TURBIN UAP MENGGUNAKAN CFD FLUENT

ANALISA AERODINAMIKA FLAP DAN SLAT PADA AIRFOIL NACA 2410 TERHADAP KOEFISIEN LIFT DAN KOEFISIEN DRAG DENGAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC

Simulasi Numerik Pengaruh Penggunaan Rear Spoiler Pada Mobil Honda Civic Generasi Kedelapan

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

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

ANALISIS AERODINAMIKA PADA PERMUKAAN BODI KENDARAAN MOBIL LISTRIK GASKI (GANESHA SAKTI) DENGAN PERANGKAT LUNAK ANSYS 14.5

MASUK FAISAL HAJJ MESINN TEKNIK MEDAN Universitas Sumatera Utara

Bab 4 Perancangan dan Pembuatan Pembakar (Burner) Gasifikasi

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

ANALISIS PENGARUH PERPINDAHAN PANAS TERHADAP KARAKTERISTIK LAPISAN BATAS PADA PELAT DATAR

ANALISA PENGARUH POSISI KELUARAN NOSEL PRIMER TERHADAP PERFORMA STEAM EJECTOR MENGGUNAKAN CFD

PENELITIAN KARAKTERISTIK AERODINAMIKA AEROFOIL SUDU SKEA NELAYAN NILA 80

PENGUJIAN PENGARUH VARIASI HEAD SUPPLY DAN PANJANG LANGKAH KATUP LIMBAH TERHADAP UNJUK KERJA POMPA HIDRAM

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

PENGARUH SUDUT BILAH PADA PERFORMA KIPAS AKSIAL TEROWONGAN ANGIN KECEPATAN RENDAH MENGGUNAKAN METODE KOMPUTASI

NASKAH PUBLIKASI KARYA ILMIAH

ANALISA AERODINAMIKA AIRFOIL NACA 0021 DENGAN ANSYS FLUENT ABSTRAK

HASIL DAN PEMBAHASAN

ANALISIS AERODINAMIKA PADA PERMUKAAN BODI KENDARAAN MOBIL LISTRIK GASKI (GANESHA SAKTI) DENGAN PERANGKAT LUNAK ANSYS Oleh

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Daya Angkat dan Tarik Kapal Barang Menggunakan Turbosail Dengan Model Simulasi K-Omega Two Scale

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

Available online at Website

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG MASALAH

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

Transkripsi:

ANALISIS KOEFISIEN DRAG PADA MOBIL HEMAT ENERGI "MESIN USU" DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CFD Munawir Rosyadi Siregar 1, Himsar Ambarita 2 1 Departemen Teknik Mesin USU munawirrasyid@yahoo.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Jln.Almamater Kampus USU Padang Bulan Medan ABSTRAK Konsep aerodinamika pada kendaraan menjadi sangat penting dalam usaha mendapatkan kendaraan yang hemat bahan bakar dan ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan koefisien drag (Cd) pada kendaraan hemat energi karya Tim Horas Universitas Sumatera Utara, Mesin USU, yang diperlombakan dalam beberapa event nasional maupun internasional; membandingkannya dengan kendaraan konvensional jenis citycar dan memberikan perbaikan pada desain bentuk bodi untuk pengembangan berikutnya. Metode analisis aerodinamika yang digunakan adalah metode numerik dengan menggunakan perangkat lunak Computational Fluid Dynamics (CFD) Ansys Fluent. Analisis dilakukan pada aliran tiga dimensi (3D), steady, turbulen, isothermal dan incompressible. Kecepatan udara divariasikan dari 10 hingga 20 m/s. Koefisien drag pada Mesin USU I dan Mesin USU II, masing-masing 0.295975 dan 0.3265162. Nilai ini cukup besar dibandingkan dengan nilai koefisien drag pada citycar Ford Fiesta (0.2432045). Dengan perbaikan yang dilakukan pada model Mesin USU II, koefisien drag dapat dikurangi sebesar 32,6% dan mengurangi penggunaan bahan bakar sebesar 28,8%. Kata kunci: Koefisien Drag, CFD, Ansys Fluent, Mesin USU, konsumsi bahan bakar 1. Pendahuluan Salah satu upaya yang dilakukan untuk menekan pemborosan energy dan pelepasan gas CO2 ke udara pada suatu kendaraan adalah dengan mendesain bentuk kendaraan yang aerodinamis. Hal ini berkaitan dengan semakin berkurangnya energy fosil sedangkan konsumsi semakin tinggi. Pemanasan global (global warming) juga merupakan suatu isu dunia yang dipicu oleh kerusakan lapisan ozon oleh gas buang. Gambar 1 menunjukkan deskripsi penggunaan energi dari bahan bakar pada suatu kendaraan. Faktor bentuk kendaraan menggunakan 3% energi hasil pembakaran bahan bakar pada pengoperasian perkotaan. Namun, pengaruhnya akan meningkat hingga 11% pada pengoperasian pada jalan tol. Konsumsi bahan bakar yang sangat banyak ini menarik para engineer untuk mendesain kendaraan dengan bentuk yang aerodinamis dan meminimalkan tahanan udara (drag). Gaya hambatan (drag) merupakan interpretasi dari besar hambatan udara yang diterima oleh suatu benda saat bergerak melalui udara. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besar koefisien hambatan udara (Cd) pada kendaraan karya Tim Horas USU yang diperlombakan pada Shell Eco-marathon Asia 2012 dan Indonesia Energy Marathon Chalenge 2012, membandingkan terhadap kendaraan konvensional citycar dan memberikan perbaikan desain untuk pengembangan ke depannya. 152

Gambar 1 Penggunaan energi dari bahan bakar pada suatu kendaraan[1] 2. Tinjauan Pustaka Gaya drag tekanan atau sering disebut drag tekanan adalah bagian dari drag yang langsung disebabkan oleh tekanan, P, pada sebuah benda. Drag ini sering disebut sebagai drag bentuk karena ketergantungan yang sangat kuat pada bentuk benda. Drag tekanan adalah fungsi dari besarnya tekanan dan orientasi arahelemen permukaan dimana gaya tekanan tersebut bekerja. Sebagai contoh, gaya tekanan pada kedua sisi plat datar sejajar aliran mungkin saja sangat besar tetapi gaya tersebut tidak berkontribusi pada drag karena gaya tersebut bekerja pada arah tegak lurus terhadap arah kecepatan aliran. Sebaliknya, gaya tekanan pada pelat datar yang tegak lurus terhadap aliran menyebabkan keseluruhan drag. Sebagian besar informasi yang tersedia mengenai drag pada sebuah benda adalah hasil dari eksperimen yang banyak sekali dilakukan dengan terowongan angin, terowongan air, tangki towing dan peralatan-peralatan lainnya untuk mengukur drag model-model yang diskalakan. Data-data ini dapat dinyatakan dalam bentuk tak berdimensi dan hasilnya dapat dibandingkan dengan tepat untuk perhitungan prototype. Biasanya hasil untuk benda berbentuk tertentu adalah sebuah konstanta drag, C D yang diformulasikan di bawah ini [2]. (1) Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan mobil sepanjang jalan juga digunakan untuk mengatasi hambatan gelinding dan drag aerodinamik. Drag aerodinamik memberikan kontribusi yang sangat penting terhadap gaya propulsive netto yang dibutuhkan. Drag dapat dikontribusi oleh berbagai bagian dari mobil (bagian depan, kaca depan, atap, bagian belakang, dll) yang telah ditentukan dengan berbagai model dengan pengujian ukuran penuh dan juga perhitungan numerik. Saat ini, drag aerodinamik pada mobil telah dapat ditentukan dengan mudah[3]. Batas tidak akan muncul pada bilangan Reynold yang lebih kecil dari 10 4. Bilangan Reynold bergantung pada karakteristik panjang kendaraan, viskositas kinematik dan kecepatan udara relative terhadap kendaraan. Terdapat phenomena lain yang mempengaruhi aliran fluida pada dan performansi kendaraan. Penomena ini sering disebut sebagai wake. Ketika fluida bergerak dan terpisah di bagian ujung belakang kendaraan ini akan menghasilkan suatu bagian dari tekanan turbulensi rendah dibagian belakang kendaraan yang disebut denga wake. Wake ini juga berkontribusi dalam menentukan drag tekanan yang akhirnya mempengaruhi performa kendaraan tersebut. [4]. 3. Metode Penelitian 3.1 Pembuatan Model Langkah pertama dalam CFD adalah membangun model. Model dibangun menggunakan perangkat lunak Solidworks Premium 2010 dengan merujuk pada model kendaraan yang sesungguhnya. Namun, model ini mengalami penyederhanaan untuk mempermudah simulasi. Penyederhanaan ini menyangkut pembuangan roda, aksesoris dan permukaan yang halus. Model yang telah siap kemudian diimpor ke Ansys Workbench 14.0 Modeler. 3.2 Computational Domain Daerah komputasi (computational domain) analisis CFD aerodinamika pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah ini. Dimensi computational domain dinyatakan dalam L, dimana L adalah panjang dari kendaraan yang akan disimulasikan. 153

Gambar 2; Model CAD Mesin USU II untuk simulasi tekanan yang sama dengan tekanan atmosfer. Fluida yang digunakan pada tugas ini adalah udara dengan sifat fisik sebagai berikut: density 1,225 kg/m 3, viskositas. Udara yang mengalir pada mobil adalah diasumsikan sebagai gas ideal dan incompressible. Asumsi-asumsi lain yang digunakan adalah aliran turbulent, steadi, tiga dimensi. Sedangkan efek difusivitas, temperature dan gravitasi diabaikan. Dengan mengunakan asumsi ini, maka persamaan pembentuk aliran (governing equations) yang akan dianalisis ditunjukkan pada Persamaan (2) dan (3). Gambar 3; Computational Domain Gambar 4; Meshing pada Mesin USU II 3.3 Meshing Model kemudian dimesh pada mesh builder. Meshing disini menggunakan dua metode. Pertama, mesh otomatis dengan bentuk tri element dengan elemen paling kecil 1 mm dan rasio pertumbuhan 1.2. Kedua, meshing menggukan fitur inflation untuk membentuk lapisan batas pada permukaan bodi dan didapatkan bentuk mesh yang terbaik dan memudahkan perhitungan (iterasi). a. Persamaan kontinuitas.. (2) b. Persamaan Momentum 3.3 Kondisi Batas (Boundary Conditions) Kondisi batas yang digunakan pada daerah perhitungan dibagi atas atas, bawah, samping, simetri, depan dan belakang. Pada batas depan dimasukkan kecepatan seragam dengan besar yang divariasikan untuk setiap simulasi yaitu 10; 12,5; 15; 17,5; dan 20 m/s. Pada bagian atas, belakang dan samping merupakan kondisi batas tekanan keluar dengan (3) Persamaan tersebut diselesaikan menggunakan solver FLUENT pada Ansys Workbench 14.0. Untuk akurasi perhitungan, penelitian ini menggunakan model turbulen dengan jenis yang merupakan model turbulen yang paling 154

sering digunakan dalam analisis aerodinamika. Persamaan pembentuk aliran (governing equations) akan didiskritisasi dengan menggunakan teknik volume atur (disebut grid). Pada proses diskritisasi persamaan momentum digunakan orde kedua upwind scheme. Untuk mengkopling medan kecepatan dan medan tekanan digunakan algoritma SIMPLE. Perhitungan (iterasi) akan dihentikan jika kriteria konvergen telah dipenuhi. Perhitungan disebut konvergen jika residu persamaan kontinuitas 10-6, residu momentum 10-6. 4. Hasil dan Diskusi 4.1 Koefisien Drag Koefisien drag paling besar adalah pada Mesin USU II dengan nilai 0.3265162. Sedangkan untuk model Ford dan Mesin USU I masing-masing 0.2432045 dan 0.295975. Untuk mendapatkan nilai koefisien drag pada Mesin USU II dilakukan beberapa modifikasi terhadap bentuk bodi seperti mengurangi bagian-bagian yang menjorok dan menutup bagian roda belakang. Model modifikasi tersebut ditunjukkan pada Gambar 5 di bawah ini. Gambar 6; Kontur kecepatan pada kedua model pda plane y=0.9 m dan y=0.4 m Perbandingan akhir untuk seluruh model ditunjukkan pada grafik dibawah ini. Model Ford Fiesta merupakan model yang paling aerodinamis dengan nilai koefisien drag yang paling kecil. Gambar 5 Model Mesin USU II dimodifikasi Kontur kecepatan untuk membadingkan sebelum dan sesudah perbaikan ditunjukkan pada Gambar 6 dimana pengurangan bentuk yang menjorok menghasilkan wake yang lebih kecil dan menunda pemisahan aliran. Pada bagian sisi bodi, efek penutupan roda terlihat sangat berhasil menunda pemisahan aliran dan meniadakan wake local. Koefisien Drag (Cd) 0.34 0.32 0.30 0.28 0.26 0.24 0.22 10 12 14 Kecepatan (m/s) Gambar 7; Perbandingan Koefisien Drag pada Seluruh Model 16 18 FORD Mesin USU II Mesin USU II Modif Mesin USU I Untuk memvalidasi hasil yang dihasilkan dari simulasi ini, dilakukan simulasi dengan metode yang sama dengan objek penelitian yang dibahas di atas terhadap Ahmed Body dengan slant angle 12.5 o dan panjang 176 mm. Model Ahmed Body seperti ini juga 20 155

R eduksi Bahan B akar (L /1000km ) telah disimulasikan oleh Gerardo Franck dan Jorge D Elia [6] dengan metode Large Eddy simulations (LES). Seperti ditunjukkan pada Tabel 1, metode yang digunakan dalam simulasi ini dapat digunakan sebagai metode penaksiran besar koefisien drag dengan galat sebesar 3,93%. Tabel 1 Perbandingan eksperimental dan simulasi CFD pada Ahmed Body Koefiesien Drag (Cd): Numerik vs Eksperimental Error (%) Eksperimental[6] 0.2300 - Simulasi D elia[6] 0.2346 2% Simulasi CFD yang dilakukan 0.239034 3.93 % 4.2 Penggunaan Bahan Bakar Dengan memodifikasi desain bentuk bodi mesin USU II seperti ditunjukkan pada Gambar, penggunaan bahan bakar berhasil direduksi sebesar 28,8% pada setiap kecepatan yang sama. Jumlah reduksi bahan bakar tersebut dapat dinyatakan dalam suatu hubungan terhadap kecepatan dimana persamaan tersebut ditampilkan dalam bentuk grafik pada Gambar 8. 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 2 4 6 8 10 Kecepatan (m/s) 12 Vol, reduksi = 0.0017v 2 Gambar 8; Grafik banyaknya bahan bakar yang direduksi terhadap kecepatan 14 16 18 20 2. Koefisien drag kendaraan (C D ) Mesin USU I dan II lebih besar dari Ford Fiesta (0.2432045) sehingga dapat dikatakan Ford Fiesta lebih aerodinamis daripada Mesin USU I dan II. 3. Koefisien drag kendaraan (C D ) hemat energi Mesin USU adalah sebesar 0.295975 pada Mesin USU I dan 0.3265162 pada Mesin USU II sehingga dapat dikatakan Mesin USU I lebih aerodinamis daripada Mesin USU II 4. Untuk mengurangi koefisien drag kendaraan (C D ) pada kendaraan Mesin USU II dapat dilakukan dengan meratakan permukaan bodi dan menutup roda belakang. 5. Dengan melakukan modifikasi pada Mesin USU II koefisien drag mengalami penurunan menjadi 0,239899, dan penggunaan bahan bakar dapat direduksi hingga 28,8 Daftar Pustaka [1] M. M. Islam dan M. Mamun. 2010. Computational Drag Analysis Over A Car Body. Dhaka: Department of Mechanical Engineering, University of Engineering and Technology Bangladesh. [2] Munson, Bruce, dkk. 2002.. Fundamentals of Fluid Mechanics, 5th edition. New York: John Wiley&Co. [3] Rajamani, Gokul Krishnan. 2006. CFD Analysis of Air Flow Interactions in Vehicle Platoons. School of Aerospace, Mechanical and Manufacturing Engineering RMIT University. [4] Krishnani, Pramod Nari. 2006. CFD Study Of Drag Reduction Of A Generic Sport Utility Vehicle. Mumbai: Mumbai University. 5. Kesimpulan 1. Koefisien drag (C D ) kendaraan hemat Energi Mesin USU dapat dihitung dengan menggunakan perangkat lunak CFD ANSYS FLUENT 156