1.
ANALISIS DIMENSI & KESEBANGUNAN
1.1.
Pendahuluan
Bangunan hidraulik dapat dapat didesain dengan menggunakan: teori murni, metoda empiris, metoda semi-empiris, di mana formulasi matematis berdasarkan konsep teori dan didukung dengan eksperimen, model fisik, dan model matematis Pendekatan teori murni dalam teknik hidrolik hanya terbatas pada kasus-kasus aliran laminer, seperti misalnya pada persamaan Hagen-Poisseille untuk gradien hidrolik pada aliran laminer untuk fluida tak termampatkan (incompressible flow) dalam pipa melingkar. Metoda empiris mendasarkan korelasi antar variabel yang diamati pada suatu sistem tertentu. Korelasi tersebut hanya dapat dipakai untuk kondisi-kondisi yang yang setara dengan kondisi data dikumpulkan. Karena ketidakmampuan untuk mengekspresikan interaksi fisik semua parameter yang telibat dalam suatu sistem kedalam bentuk matematis, maka metoda empiris masih dipakai. Salah satu contoh yang sangat dikenal adalah korelasi antara tinggi, kecepatan angin, fetch, dan durasi dalam peramalan gelombang laut. Contoh korelasi semi-empiris adalah persamaan Colebrook-White untuk faktor gesekan pada aliran turbulen dalam pipa. Persamaan ini dikembangkan dari konsep teori dan eksperimen yang didesain berdasarkan analisis dimensi. Persamaan ini berlaku untuk semua NewtonianFluids. Untuk setiap masalah, yang secara fisik dapat dimengerti tapi sulit untuk diekspresikan dalam bentuk persamaan yang menjelaskan masalah tersebut, analisis dimensi menjadi alat yang berguna untuk pemecahan masalah tersebut (Rajaratnam, 1989). Sesudah variabel-variabel yang menjelaskan masalah tersebut, analisis dimensi merupakan alat bantu untuk perancangan variabel-variabel tersebut menjadi parameter-parameter tak berdimensi yang lebih kecil dan relatip lebih sederhana. Dengan beberapa ekperimen (fisik) dapat diketahui hubungan antar parameter-parameter tak berdimensi sehingga solusi masalah tersebut dapat ditentukan. Analisis dimensi merupakan dasar dalam perencanaan dan operasi model skala yang dipakai untuk memprediksi kelakuan sistem dengan ukuran yang sebenarnya, yang biasanya disebut prototip. Jenis model ini, yang biasanya setara secara geometris terhadap prototipnya banyak dipakai tidak hanya dalam perencaaan bangunan-bangunan air, seperti pompa, turbin, pelabuhan, pemecah gelombang, pekerjaan sungai dan pantai, spillway, dan lain-lain, tapi juga dalam bidang aeronautika, automotipe dan lain-lain. Walaupun pada akhir-akhir ini model matematis berkembang dengan cepat sejalan dengan perkembangan perangkat keras dan lunak komputer yang begitu cepat dengan kapasitas besar dan kecepatan tinggi, sehingga memungkinkan persamaan gerak maupun persamaan semi empiris, seperti pada sistem jaringan perpipaan, aliran tidak tunak yang kompleks dapat diselesaikan. Namun demikian, masih banyak kasus, khususnya di mana pola aliran lokal tidak dapat dimodelkan secara matematis, model fisik tetap diperlukan. Analisis dimensi memegang peranan penting dalam perencanaan dan pengoperasian suatu eksperimen, khususnya dalam bidang mekanika fluida dan hidrolika. Tanpa teknik analisis dimensi kemajuan eksperimen maupun perhitungan pada mekanika fluida akan terhambat.
