Analisa Numerik Perilaku Aliran yang Melalui Struktur Persegi

La Ode Ahmad  Barata; Lukas Kano Mangalla; Amrullah

doi:10.55679/pistonjt.v8i2.53

Penulis

La Ode Ahmad Barata Jurusan Teknik Mesin, Universitas Halu Oleo
Lukas Kano Mangalla Jurusan Teknik Mesin, Universitas Halu Oleo
Amrullah Politeknik Negeri Ujung Pandang, Makassar

DOI:

https://doi.org/10.55679/pistonjt.v8i2.53

Kata Kunci:

LES, Sudut serang, Gaya-gaya fluida, Kecepatan, Aliran fluida

Abstrak

Penelitian ini dirancang untuk menganalisa karakteristik aliran melalui benda persegi dengan variasi sudut serang aliran. Komponen- komponen gaya u, Cd, -Cpb, Cl dan St dianalisa secara numerik. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah model turbulen Large Eddy Simulation (LES) dengan variasi sudut datang aliran fluida pada model geometri uji persegi dengan sisi H = 40 mm (D=H). Hasil penelitian menunjukan besar sudut datang aliran meningkatkan nilai gaya hambat CD, CL disebabkan adanya pembesaran olakan aliran pada daerah daerah hilir aliran (downstream wake). Sedangkan nilai CP juga mengalami penurunan yang disebabkan oleh gradien tekanan negatif area hilir membesar dengan peningkatan nilai sudut serang aliran. Sudut Serang menaikan parameter CD_max sebesar 2,33, Cp= -1,87, dan St = 0,09 pada sudut -30° sedangkan pada sudut sudut 0° nilai CD = 2,05 -CPb= -1,37, St = 0,128. Perubahan sudut datang aliran juga berpengaruh terhadap frekuensi vorteks. Komponen kecepatan lokal (u) mengalami penurunan karena faktor komponen negatif menciptakan aliran balik di sekitar silinder.

Unduhan

Data unduhan belum tersedia.

Referensi

S. C. Yen and C. W. Yang, “Flow patterns and vortex shedding behavior behind a square cylinder,” J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., vol. 99, no. 8, pp. 868–878, 2011, https://doi.org/10.1016/j.jweia.2011.06.006.

O. Lehmkuhl, G. Chrysokentis, S. Gomez, and H. Owen, “Large eddy simulation for automotive aerodynamics with Alya,” 10th Int. Conf. Comput. Fluid Dyn. ICCFD 2018 - Proc., pp. 1–11, 2018.

P. C. M. Lesieur, O. Métais, Large-Eddy Simulations of Turbulance. United States of America: Cambridge University Press., 2005.

L. O. A. Barata, T. Kiwata, A. Rachman, S. and N. Endriatno, "Numerical Investigation of Flow Around Finite Height Rectangular," CFD Letters, pp. 154-175, 2023. https://doi.org/10.37934/cfdl.15.6.154175.

L. O. A. Barata, Edward Ngii, Takahiro Kiwata, & Takaaki Kono. (2022). Enhancing Dynamic Response of Cantilevered Rectangular Prism Using a Splitter Plate as a Passive Turbulence Control in Water Tunnel. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 91(2), 1–14. DOI: https://doi.org/10.37934/arfmts.91.2.114.

Samhuddin, L. O. A. Barata, and Nurjannah Yusman, “Pengaruh Kendali Turbulensi Aliran terhadap Bidang Aliran Di Sekitar Struktur Persegi”, Piston-JT, vol. 8, no. 1, pp. 30–36, Jul. 2023, DOI: https://doi.org/10.55679/pistonjt.v8i1.42

ANSYS. "Ansys Fluent 18.2 Theory Guide." ANSYS Inc., 2017.

Kajishima, Takeo, and Kunihiko Taira. Computational fluid dynamics: incompressible turbulent flows. Springer, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-45304-0

Versteeg, Henk Kaarle, and Weeratunge Malalasekera. An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson Education, 2007.

Sulistyaningtyas, A. D., & Wantika, R. R. (2022). Penerapan Persamaan Navier-Stokes untuk Model Matematika Perpindahan Panas Aliran Fluida Unsteady. In PRISMA, Prosiding Seminar Nasional Matematika (Vol. 5, pp. 781-786).

Oberkampf, William L., and Timothy G. Trucano. "Verification and validation in computational fluid dynamics." Progress in Aerospace Sciences 38, no. 3 (2002): 209-272. DOI: https://doi.org/10.1016/S0376-0421(02)00005-2

Oberkampf, William L., and Matthew F. Barone. "Measures of agreement between computation and experiment: validation metrics." Journal of Computational Physics 217, no. 1 (2006): 5-36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcp.2006.03.037

Mizukami, Shunichi. 2017. "Study on the Flow around the Elastic Supported Prism and the Vibration Dynamics of the Flow (in Japanese)." Master Thesis, Graduate School of Natural Science and Technology, Kanazawa University.

Knisely, C. W. "Strouhal Numbers of Rectangular Cylinders at Incidence: A Review and New Data." Journal of Fluids and Structures 4, no. 4 (1990): 371–393. https://doi.org/10.1016/0889-9746(90)90137-T.

Bearman, P W, and D M Trueman. "An Investigation of the Flow around Rectangular Cylinders." Aeronautical Quarterly 23, no. 3 (1972): 229–237. DOI: https://doi.org/10.1017/S0001925900006119

S. H. S.P., “Analisis Perbandingan Velocity Dan Shear Stress Perkembangan Boundary Layer Flat Plate Menggunakan Turbulent Model k – ε (Standard, Realizable, RNG),” J. Penelit., vol. 2, no. 1, pp. 27–37, 2017, DOI: https://doi.org/10.46491/jp.v2e1.109.27-37

Y. Wahyudi and M. Agung, “Pengaruh Distribusi Tekanan Terhadap Gaya Lift Airfoil Naca 23012 Pada Berbagai Variasi Angle of Attack,” J. Mech. Eng., 2021.