1
BAB I PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Computational Fluid Dynamics ( Dynamics (CFD CFD)) adalah sebuah analisis system analisis system yang yang melibatkan aliran fluida, erindahan anas dan fen!mena terkait seerti reaksi kimia dengan "ara simulasi berbasis k!muter, CFD adalah CFD adalah met!de enghitungan, memred memrediks iksi, i, dan endek endekatan atan aliran aliran fluida fluida se"ara se"ara numerik numerik dengan dengan bantua bantuan n k!muter# Aliran fluida dalam kehiduan nyata memiliki banyak sekali $enis dan karakteristik tertentu yang begitu k!mleks, CFD melakukan CFD melakukan endekatan dengan met!de numerasi serta menggunakan ersamaan%ersamaan fluida# Berikut ini beberaa "!nt!h aliran fluida yang sring kita temui sehari%hari& a# 'emanas 'emanas ruangan, ruangan, entilasi entilasi ruangan ruangan,, memadamka memadamkan n ai dengan dengan air# air# b# 'embakaran bensin ada engine dan tentunya tentunya $uga !lusi# "# 'esaa 'esaat, t, aras arasut, ut, bersela berselan"ar n"ar,, berla berlayar yar d# *eny!lder *eny!lder,, embua embuatan tan besi besi atau ba$a, eleltr!lisis eleltr!lisis air air dll# CFD CFD meruakan met!de enghitungan dengan sebuah k!ntr!l dimensi, luas luas dan !lume !lume dengan dengan memanfa memanfaatk atkan an bantua bantuan n k!mut k!mutasi asi k!mut k!muter er untuk untuk melakukan melakukan erhitunga erhitungan n ada tia%tia tia%tia elemen embaginya# embaginya# 'rinsiny 'rinsinyaa adalah suatu ruang yang berisi fluida yang akan dilakukan enghitungan dibagi%bagi men$ men$ad adii bebe bebera raaa bagi bagian an,, hal hal ini ini serin sering g diseb disebut ut deng dengan an sel sel dan dan r!s r!sesn esnya ya dinam dinamak akan an meshing # Bagian Bagian%bag %bagian ian yang yang terbagi terbagi tersebu tersebutt merua meruakan kan sebuah sebuah k!ntr!l k!ntr!l enghitun enghitungan gan yang akan dilakukan !leh alikasi atau software# software# K!ntr!l% K!ntr!l% k!ntr!l enghitungan ini beserta k!ntr!l%k!ntr!l enghitungan lainnya meruakan embagian ruang yang disebutkan tadi atau meshing #
+
1 Nantinya, ada setia titik k!ntr!l enghitungan akan dilakukan enghitungan !leh alikasi dengan batasan domain dan domain dan boundary condition yang condition yang telah ditentukan# 'rinsi inilah yang banyak diakai ada r!ses enghitungan dengan dengan menggu menggunak nakan an bantua bantuan n k!mut k!mutasi asi k!mut k!muter er## !nt!h !nt!h lain enera eneraan an rinsi ini adalah Finite Element Analysis (FEA) yang yang diguna digunakan kan untuk untuk menghitung tegangan yang ter$adi ada benda solid. -e$arah CFD beraal CFD beraal ada tahun ./%an dan mulai terkenal ada tahun 0/% an, aalny aalnyaa emaka emakaian ian k!nse k!nse CFD CFD hanya digunakan untuk aliran fluida dan reaksi reaksi kimia, kimia, namun namun seiring seiring dengan dengan berkem berkemban bangny gnyaa indust industri ri di tahun tahun /%an /%an memb embuat CFD makin makin dibutu dibutuhka hkan n ada ada berbag berbagai ai alika alikasi si lain# lain# !nt!h !nt!hnya nya sekarang ini banyak sekali aket%aket software aket%aket software CAD menyertakan CAD menyertakan k!nse CFD yang yang diaka diakaii untuk untuk mengan menganalis alisaa stress stress yang ter$adi ada design yang dibuat# 'emakain CFD se"ara CFD se"ara umum diakai untuk memrediksi& a# Alir Aliran an dan anas anas## b# Transfer massa# massa# "# 'eruba 'erubahan han fasa seerti seerti ada ada r!se r!sess melting , engembunan dan endidikan# d# Reaksi Reaksi kimia kimia see seerti rti embak embakaran aran## e# Geraka Gerakan n mekan mekanis is see seerti rti ist ist!n !n dan dan fan# fan# f# Tegang egangan an dan tumua tumuan n ada ada benda benda solid. solid. g# Gel!mbang electromagnet
CFD adalah CFD adalah enghitungan yang mengkhususkan ada fluida, mulai dari aliran fluida, heat transfer dan dan reaksi kimia yang ter$adi ada fluida# Atas rinsi% rinsi dasar mekanika fluida, k!nserasi energi, m!mentum, massa, serta species, species, enghi enghitun tungan gan dengan dengan CFD daat dilakukan# dilakukan# -e"ara sederhana sederhana r!ses
+
1 Nantinya, ada setia titik k!ntr!l enghitungan akan dilakukan enghitungan !leh alikasi dengan batasan domain dan domain dan boundary condition yang condition yang telah ditentukan# 'rinsi inilah yang banyak diakai ada r!ses enghitungan dengan dengan menggu menggunak nakan an bantua bantuan n k!mut k!mutasi asi k!mut k!muter er## !nt!h !nt!h lain enera eneraan an rinsi ini adalah Finite Element Analysis (FEA) yang yang diguna digunakan kan untuk untuk menghitung tegangan yang ter$adi ada benda solid. -e$arah CFD beraal CFD beraal ada tahun ./%an dan mulai terkenal ada tahun 0/% an, aalny aalnyaa emaka emakaian ian k!nse k!nse CFD CFD hanya digunakan untuk aliran fluida dan reaksi reaksi kimia, kimia, namun namun seiring seiring dengan dengan berkem berkemban bangny gnyaa indust industri ri di tahun tahun /%an /%an memb embuat CFD makin makin dibutu dibutuhka hkan n ada ada berbag berbagai ai alika alikasi si lain# lain# !nt!h !nt!hnya nya sekarang ini banyak sekali aket%aket software aket%aket software CAD menyertakan CAD menyertakan k!nse CFD yang yang diaka diakaii untuk untuk mengan menganalis alisaa stress stress yang ter$adi ada design yang dibuat# 'emakain CFD se"ara CFD se"ara umum diakai untuk memrediksi& a# Alir Aliran an dan anas anas## b# Transfer massa# massa# "# 'eruba 'erubahan han fasa seerti seerti ada ada r!se r!sess melting , engembunan dan endidikan# d# Reaksi Reaksi kimia kimia see seerti rti embak embakaran aran## e# Geraka Gerakan n mekan mekanis is see seerti rti ist ist!n !n dan dan fan# fan# f# Tegang egangan an dan tumua tumuan n ada ada benda benda solid. solid. g# Gel!mbang electromagnet
CFD adalah CFD adalah enghitungan yang mengkhususkan ada fluida, mulai dari aliran fluida, heat transfer dan dan reaksi kimia yang ter$adi ada fluida# Atas rinsi% rinsi dasar mekanika fluida, k!nserasi energi, m!mentum, massa, serta species, species, enghi enghitun tungan gan dengan dengan CFD daat dilakukan# dilakukan# -e"ara sederhana sederhana r!ses
2
enghitungan yang dilakukan !leh alikasi CFD CFD adalah dengan k!ntr!l%k!ntr!l enghitungan yang telah dilakukan maka k!ntr!l enghitungan tersebut akan dilibatkan dengan memanfaatkan ersamaan%ersamaan yang terlibat# 'ersamaan% ersamaan ini adalah ersamaan yang dibangkitkan dengan memasukkan arameter aa sa$a yang terlibat dalam d!main# *isalnya ketika suatu m!del yang akan akan dian dianal alisa isa melib melibatk atkan an teme temerat ratur ur bera berarti rti m!de m!dell terseb tersebut ut meli meliba batk tkan an ersamaan energi atau k!nserasi dari energi tersebut# 3nisialisasi aal dari ersamaan adalah boundary condition. Boundary condition adalah k!ndisi dimana k!nt k!ntr! r!l%k l%k!n !ntr! tr!ll erh erhit itun unga gan n dide didefi fini nisik sikan an sebag sebagii defi defini nisi si aal aal yang yang akan akan dilibatkan ke k!ntr!l%k!ntr!l enghitungan yang berdekatan dengannya melalui ersamaan%ersamaan yang terlibat# 4asil yang didaat ada k!ntr!l point k!ntr!l point terdekat terdekat dari enghitungan ersamaan yang terliba terlibatt akan akan diteru diteruska skan n ke k!ntr! k!ntr!ll point terdekat lainnya se"ara terus menerus hingga seluruh d!main terenuhi# Akhirnya, hasil yang didaat akan disa$ikan dalam dalam bent bentuk uk arn arna, a, ekt ekt!r !r dan dan nilai nilai yang yang muda mudah h untu untuk k dili diliha hatt deng dengan an k!nfigurasi
$angkauan
diambil
dari
nilai
terbesar
dan
terke"il#
-e"ara umum r!ses enghitungan CFD terdiri CFD terdiri atas 2 bagian utama& a# reposessor b# rocessor "# ost processor repocessor adalah taha dimana data diinut mulai dari endefinisian d!main serta endefinisan k!ndisi batas atau boundary condition# condition # 5itaha itu $uga sebuah sebuah benda atau atau ruanga ruangan n yang yang akan akan analisa analisa dibagi%b dibagi%bagi agi dengan dengan $umlah grid terte tertent ntu u atau atau serin sering g diseb disebut ut $uga $uga deng dengan an meshing # Taha aha selan$u selan$utny tnyaa adalah adalah processor , ada taha ini dilakukan r!ses enghitungan data%data inut dengan ersamaan yang terlibat se"ara iteratif# Artinya enghitungan dilakukan hingga hasil asil menu$ enu$u u err! err!rr terk terke" e"il il atau atau hin hingga gga men"a en"aa aii nila nilaii yang ang !on"ergen# !on"ergen# 'enghi 'enghitun tungan gan dilaku dilakukan kan se"ara se"ara menyel menyeluru uruh h terhad terhada a !lume !lume k!ntr! k!ntr!ll dengan dengan r!ses integrasi ersamaan diskrit# Taha Taha akhir meruakan taha post processor
6
dimana hasil erhitungan diinterretasikan ke dalam gambar, grafik bahkan animasi dengan !la%!la arna tertentu# 4al yang aling mendasar mengaa k!nse CFD ( software CFD) banyak sekali digunakan dalam dunia industri adalah dengan CFD daat dilakukan analisa terhada suatu sistem dengan mengurangi biaya ekserimen dan tentunya aktu yang an$ang dalam melakukan ekserimen tersebut# Atau dalam r!ses design engineering taha yang harus dilakukan men$adi lebih endek# 4al lain yang mendasari emakaian k!nse CFD adalah emahaman lebih dalam akan suatu masalah yang akan diselesaikan atau dalam hal ini emahaman lebih dalam mengenai karakteristik aliran fluida dengan melihat hasil berua grafik, ekt!r, k!ntur dan bahkan animasi#
7
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 CFD (Computational Fluid Dynamics)
CFD adalah analisa system yang men"aku aliran fluida, aliran kal!r dan berhubungan dengan phenomena seerti reaksi kimia dengan menggunakan seerangkat simulasi "!muter# 'emakaian
CFD
ini
sangat
baik
diterakan
untuk
men"aku
semua
enggunaannya di dalam dunia industri diantaranya & Aer!dinamik ada esaat terbang dan kendaraan, menganalisa gaya angkat, ergerakan air yang dihasilkan !leh erahu, embakaran dalam engine dan turbin gas ada power plan, aliran didalam utaran lubang ada mesin turb!, er"amuran dan emisahan !limer moulding dalam r!ses kimia dll# 'enggunaan CFD ada enelitian dimaksudkan untuk memisualisasikan aliran di dalam sebuah "orte# dan memberi inf!rmasi property aliran yang sulit dier!leh se"ara menyeluruh dalam sebuah ekserimen# 'r!ses k!mutasi atau erhitungan% erhitungan yang digunakan dalam CFD berdasarkan hukum $a"ier%&to!es#
.
. Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah sebuah analisis system yang melibatkan aliran fluida, erindahan anas dan fen!mena terkait seerti reaksi kimia dengan "ara simulasi berbasis "!muter# Teknik ini sangat handal dan meliuti "akuan luas dalam area industry dan n!n industry# Beberaa "!nt!hnya yaitu & a) b) ") d) e)
Aer!dinamika esaat dan kendaraan & lift dan drag 4idr!dinamika kaal 'embangkit Tenaga & embakaran dalam mesin 3 dan turbin gas *esin turb! & aliran dalam laluan rotating , diffuser dsb# Rekayasa electrical dan electronic & endingin eralatan termasuk
mi"r!"hi f) Rekayasa r!ses kimia & mi#ing dan separation, polymer moulding g) Lingkungan internal dan eksternal gedung & beban angin h) i) $) k) l)
dan
endinginan8"eentilasi Rekayasa kelautan & beban struktur off%shore Rekayasa lingkungan & distribusi !lutan dan anak sungai 9"ean!grafi dan hidr!l!gi & aliran sungai, muara, laut *ete!r!l!gi & rediksi "ua"a Rekayasa bi!medis & aliran darah melalui arteri dan ena
Keunggulan8keuntungan teknik analisis ini dibandingkan dengan endekatan ekserimen dalam sebuah desain system fluida yaitu &
0
a) Reduksi substansial aktu dan biaya untuk desain baru b) Kemamuan studi system yang tidak mamu dik!ntr!l dengan ekserimen (misal system yang sangat luas) ") Kemamuan studi system dalam k!ndisi berbahaya ada dan di luar batas kiner$a n!rmal (seerti ada studi keselamatan dan skenari! ke"elakaan) d) 5etil hasil yang lebih banyak se"ara raktis
-istem analisis CFD tersusun dari beberaa alg!ritma numeri" (disebut !de), yang terbagi !leh 2 elemen sebagai berikut & '. re%processor *eruakan bagian inut suatu r!blem fluida ke sebuah r!gram CFD melalui interfa"e dan tranf!rmasi lan$ut ke dalam sebuah bentuk yang sesuai untuk s!ler# Langkah%langkah engguna dalam taha pre% processing yaitu & a) 5efinisi ge!metri regi!n analisa & d!main k!mutasi!nal b) 'embuatan grid & eme"ahan d!main men$adi beberaa sub d!main yang lebih ke"il dan n!n !erlaing & sebuah grid (mesh) atau !lume atur8elemen ") 'emilihan fen!mena fisik dan kimia yang erlu dim!delkan d) 5efinisi r!erties fluida e) -esikasikan k!ndisi batas yang sesuai ada sel%sel yang berhimit dengan batas d!main -!lusi sebuah r!blem fluida (ke"eatan, tekanan, temerature dsb) didefinisikan di setia n!dal di dalam masing%masing sel# Akurasi sebuah s!lusi CFD ditentukan !leh $umlah sel dalam grid # -e"ara umum, semakin besar $umlah sel semakin baik akurasi s!lusi# Baik akurasi s!lusi dan biaya hardaare
"!muter
serta
lama
kalkulasi
tergantung
keada
halusnya8raatnya grid # esh%mesh !timal sering meruakan non% uniform & lebih raat ada area di mana ariasi%ariasi banyak ter$adi dari !in ke !in dan lebih $arang ada regi!n dengan erubahan yang sedikit# Kemamuan
teknik
(self)
adapti"e
meshing
telah
membantu
:
engembangan CFD guna !t!matikal enghalusan grid untuk area dengan ariasi yang adat# -ekitar 7/; aktu r!yek CFD di industry ter"urah ada endefinisian ge!metri d!main dan enyusunan grid# Guna meningkatkan
r!duktiitas
engguna
code%code
utama
sekarang
termasuk interfa"e $enis A5 dan8atau fasilitas import data dari em!delan surface dan meshing seerti 'ATRAN dan 3%5EA-# re% prosesor hingga saat ini $uga membantu user mengakses data library properties fluida umum dan fasilitas memasukkan m!del r!ses fisikal dan kimikal (m!del turbulen"e, erindahan kal!r radiatif, embakaran) bersama ersamaan aliran fluida utama# . &ol"er Terdaat 2 ma"am teknik s!lusi numeri" & beda hingga (finite difference)* elemen hingga (finite element) dan met!de spectral # Kerangka utama met!de numeric untuk dasar sebuah sol"er terdiri dari langkah & a) Ar!ksimasi ariable%ariabel aliran yang tidak diketahui dengan fungsi%fungsi sederhana# b) 5iskretisasi dengan substitusi ar!ksimasi ke dalam ersamaan atur aliran dan maniulasi matematis lan$ut# ") -!lusi ersamaan%ersamaan al$abar# 'erbedaan utama di antara ketiga ma"am teknik adalah ada "ara ar!ksimasi ariable% ariabel aliran dan r!ses diskretisasi# Metode Beda Hingga
*enggambarkan ariable tidak diketahui < sebuah r!blem aliran dengan "ara samel%samel titik ada titik%titik n!dal sebuah grid dari garis k!!rdinat# Eksansi 5eret Tayl!r ter!t!ng sering diakai untuk membangun ar!ksimasi%ar!ksimasi beda hingga deriatie < dalam suku%suku samel%samel titik < di masing%masing titik grid dan tetangga terdekat# 5eriatif tersebut mun"ul dalam ersamaan atur digantikan !leh beda hingga menghasilkan ersamaan al$abar untuk nilai%nilai < di setia
titik grid # -mith (1:7) memberikan sebuah erhitungan k!merhensif dari seluruh asek met!de beda hingga# Metode Elemen Hingga
*enggunakan fungsi%fungsi !t!ng (piecewise) sederhana (missal linier atau kuadratik) ada elemen%elemen untuk menggambarkan ariasi%ariasi l!"al ariable aliran yang tidak diketahui <# 'ersamaan atur terenuhi se"ara teat !leh s!lusi eksak <# =ika fungsi%fungsi ar!ksimasi !t!ng untuk < disubstitusikan ke dalam ersamaan, terdaat sebuah ketidak astian hasil (residual) yang didefinisikan untuk mengukur kesalahan# Kemudian residual (kesalahan) diminimalkan melalui sebuah engalian dengan sebuah set fungsi berb!b!t dan mengintegrasikannya# 4asilnya dier!leh sekumulan ersamaan al$abar untuk k!efisien%k!efisien tak diketahui dari fungsi%fungsi ar!ksimasi# Te!ri elemen hingga aalnya dikembangkan untuk analisis tegangan struktur# >ntuk sebuah standar alikasi fluida adalah ?ienkiei"s dan Tayl!r (11)# Metode Spektal
*engar!ksimasikan ariable < dengan deret @!urier ter!t!ng atau deret '!lin!mial hebyshe# Ar!ksimasi tidak se"ara l!"al namun alid di semua d!main k!mutasi!nal, mengganti tak diketahui dalam ersamaan atur dengan deret%deret ter!t!ng# Batasan yang membaa ke ersamaan al$abar untuk seluruh k!efisien deret @!urier dan hebyshe diberikan !leh k!nse residual berb!b!t miri dengan elemen hingga atau membuat fungsi ar!ksimasi serua dengan s!lusi eksak ada sebuah nilai dari titik% titik grid# Metode !ol"me Hingga (Finite Volume)
Aalnya dikembangkan untuk se"ial f!rmulasi beda hingga, alg!ritma numeri" terdiri dari langkah &
1/
a) 3ntergrasi ersamaan atur aliran fluida di seluruh !lume atur (hingga) dari d!main s!lusi b) 5iskretisasi dengan substitusi beragam ar!ksimasi beda hingga untuk suku%suku ersamaan terintegrasi r!ses aliran seerti k!neksi, difusi dan sumber# Akan dik!nersikan ersamaan integral men$adi sebuah istem ersamaan al$abar# ") -!lusi ersamaan%ersamaan al$abar dengan met!de iteratie Langkah aal, integrasi !lume atur, membedakan met!de !lume hingga dari seluruh teknik CFD# 4asilnya menggambarkan k!nserasi (eksak) r!erties relean di setia sel ukuran hingga# Relasi yang $elas antara alg!ritma numeri" dan rinsi k!nserasi fisis dasar memberikan sebuah ketertarikan dan k!nse yang lebih mudah bagi ara enginer# K!nserasi ariable umum aliran < "!nt!hnya sebuah k!m!nen ke"eatan atau entali, dalam sebuah !lume hingga daat digambarkan sebagai keseimbangan di antara berma"am r!ses berke"enderungan menambah atau mengurangi# 5engan kata lain & +. ost%processor 4asil erhitungan m!dul s!ler berua nilai%nilai numerik (angka%angka) ariabel%ariabel dasar aliran seerti k!m!nen%k!m!nen ke"eatan, tekanan, temeratur dan fraksi%fraksi masa# 5alam m!dul post%processor nilai%nilai numerik ini di!lah agar engguna daat dengan mudah memba"a dan menganalisis hasil%hasil erhitungan CFD# 4asil%hasil ini daat disa$ikan dalam bentuk grafis%grafis atauun k!ntur%k!ntur distribusi arameter%arameter aliran fluida# -elain itu $uga, m!dul post%processor menghitung arameter%arameter desain seerti k!efisien gesek, d, l, @luks anas , Gaya%gaya yang dikembangkan aliran fluida, T!rsi, 5aya dan lain sebagainya#
11
2.2 EFD (Engineering Fluid Dynamics)
'erkembangan terbaru dari CFD untuk alikasi enggineering adalah EFD (Enggineering Fluid Dynamics). EFD telah terk!mbinasi se"ara langsung dengan s!ftare erm!delan 2 dimensi (25 A5) yang telah umum digunakan, seerti , -n"entor* $* &olid /or!s* Catia dll# Kelebihan dengan adanya erm!delan 2 dimensi ini adalah& 1) aktu yang dierlukan untuk mendesain suatu system aliran fluida lebih "eat# +) *ereduksi biaya yang dierlukan untuk membuat prototype se"ara fisik karena telah digantikan simulasi 25# 2) *eminimalisasi kesalahan ada taha design#
Beberaa alikasi engguaan EFD ada dunia industri & a# -imulasi aer!dinamis ada b!di m!bil# b# -imulasi semburan bahan bakar ada ruang bakar# "# distribusi ke"eatan ada ia da ale, dll# EFD adalah res!lusi terbaru dari CFD (Computational Fluid Dynamics) yang disebut Engineering Fluid Dynamics# EFD meruakan r!gram CFD dengan fitur yang lebih lengka dan "anggih dibandingkan dengan CFD untuk engguna Aut!A5,AT3A,-!lid !rks dan lain lain# EFD mengk!mbinasikan semua langkah%langkah simulasi dimulai dari enggunaan data 25 A5 untuk em!delan ,eme"ahan masalah dan hasil isualisasi dalam satu r!gram yang mudah digunakan#5engan kata lain EFD meruakan CFD yang memunyai !rientasi ada r!ses#
1+
EFD ada dasarnya sama dengan CFD endahulunya#Akan tetai ada 0 kelebihan utama yang membuat EFD lebih "eat dan mudah digunakan serta lebih akurat#
*engk!mbinasikan EFD dengan CAD memamukannya men$adi sebuah r!gram simulasi yang sangat "anggih yang bermanfaat untuk& 1# *engimr!e erf!rma, functional dan reliability dari r!duk# +# *engurangi "!st r!duksi 2# *eminimalisasi kesalahan dalam mendesain 5engan kelebihan kelebihan yang dimiliki !leh EFD,maka ara enggunanya daat menghemat banyak aktu dan meningkatkan kiner$a r!duktiitas karena daat menekan biaya embuatan r!t!tye dan engu$iannya,yang daat digantikan dengan membuat simulasinya ada EFD# Tu$uh kun"i tekn!l!gi yang membuat EFD lebih ma$u dibandingkan dengan CFD (01ey Technologies), ') ) +) 4) 6) 7) 0)
DC , Direct CAD to CFD Concept E2-,Engineering "s Analysis 3ser -nterface D2A ,Design 2ariant Analysis 5A ,-ntelligent 5ectangular Adapti"e esh /F ,odified /all Functions 8TT ,8aminar Transitional Turbulent odelling ACC ,Automatic Con"ergence Control
!nt!h "!nt!h eneraan dari software EFD ini yaitu & 1# 5i bidang 9t!m!tif & enentuan sifat aer!dinamik ada bagian kendaraan, aliran di katu dan silinder# +# 5i bidang r!ses industry & analisa blade !ma, r!ses ter$adinya kaitasi ada !ma mauun ia, 9eat E#changer # % 5i bidang Elektr!nika &
12
analisa aliran thermal di dalam assembli "!muter, ada tata letak serer database# 2# 5i bidang 4CA (9eat 2entilating Air Conditioner) & distribusi aliran udara dan temratur, arameter kenyaman tata letak ruangan# 6# 5i bidang kesehatan & k!ntaminasi udara, air, atau fluida lainnya# Keuntungan dalam memakai EFD diantaranya & 7# 5engan mudah mengintegrasikan berbagai ma"am fa"t!r yang saling memengaruhi aliran fluida .# >ntuk meng!timalkan disain erhitungan yang melelahkan yang membutuhkan tingkat ketelitian sangat tinggi# 0# *enghemat !ngk!s biaya engu$ian ekserimental dan aktu# :# *emberi kemudahan dan ke"eatan dalam trouble%shooting dan engambilan keutusan aabila ter$adi ermasalahan yang diakibatkan !leh human err!r# # 5aat menyelesaikan se"ara bersamaan ada r!ses erindahan anas k!neksi, k!nduksi dan radiasi 1/# 9t!matisasi erubahan radiasi dengan menamilkan fa"t!r erhitungan 11# 9t!matisasi emuatan k!ndisi syarat batas ada s!lar boundry
16
BAB III LATIHAN Lati#an Faucet 1# Buka CFD Design ':.: +# Klik File 2# Kemudian ;pen 6# 'ilih ada f!lder CFD Design 7# Buka f!lder E#ample .# Buka f!lder Acis 0# Buka f!lder faucet :# 9en # Atur length units men$adi (mm)
Gambar 2#1 Feature Tree
17 1/# Klik
17
1+# Klik bagian yang akan ditutu 12# Klik Build surface
Gambar 2#+
Gambar 2#2
1.
Gambar 2#6 Boundary 2elocity 1# *asukkan Temperature > 6: dera?at celcius +/# Apply
Gambar 2#7 Boundary Temperature +1# 'ilih bagian lain ++# *asukkan 'ressure D / 'a +. Apply
10
Gambar 2#. Boundary ressure +6# Klik esh si@e +7# 'ilih Automatic si@e +.# Apply
Gambar 2#0 esh &i@e 0. aterial =. 'ilih bagian 'aling luar . &olid +:. Cooper"ariabel +'. Apply
1:
Gambar 2#: *aterial Bagian terluar 2+# Klik kanan ada gambar 22# 'ilih benda yang didalam 26# Fluid 27# 9;constant 2.# Apply
Gambar 2# *aterial Bagian dalam
20# Klik kanan kembali 2:# 'ilih bagian inti dari gambar
1
2# &olid 6/# Cooper"ariabel 61# Apply
Gambar 2#1/ *aterial ada Bagian inti 4. Analy@e 4+. entang bagian & Flow* 9ead transfer* dan Auto Forced Con". 44. *asukkan 3terati!n t! run D 1// 46. <;
Gambar 2#11 Analy@e
+/
4asil Analy@e ,
Gambar 2#1+ 4asil Analy@e
+1
Gambar 2#12 5iagram Analy@e
BAB I! U$IAN U%ian Ak#i
1# +# 2# 6# 7# .# 0# :#
Buka CFD Design ':.: Klik File Kemudian ;pen 'ilih ada f!lder >A-@5-uherlan6211+1//+2 Klik -!al >A'ilih 4e#asm 9en 8ength units , mm
++
Gambar 6#1 length units # 'ilih Boundary 1/# Klik salah satu bagian 11# *asukkan pressure > : atm 1+# Apply
+2
Gambar 6#+ Boundary ressure 12# Klik bagian yang berbeda 16# *asukkan "elocity > ':: mms temperature > : C 17# Apply
+2
Gambar 6#2 Boundary -nlet 1.# Klik bagian yang berbeda kembali 10# *asukkan kembali "elocity > +:: mms temperature > =: C 1:# Apply
Gambar 6#6 Boundary -nlet ' 1# Klik esh si@e +/# 'ilih Automatice si@e +1# Apply
+6
Gambar 6#7 esh si@e ++# Klik aterial +2# 'ilih bagian terluar +6# 'ilih Fluid +7# 9;Constant
Gambar 6#. aterial bagian terluar +.# 'ilih bagian yang berada di tengah +0# 'ilih &olid +:# 'ilih Cooper"ariabel +# Apply
+7
Gambar 6#0 aterial bagian tengah 2/# 'ilih bagian berikutnya yang berada di aling inti dari benda tersebut 21# 'ilih Fluid 2+# 'ilih 9;Constant
Gambar 6#: aterial dibagian inti
+.
4asil Analy@e ,
Gambar 6# 4asil Analy@e
+0
5ata yang didaat &
Gambar 6#1/ 5ata -nlet '
+:
Gambar 6#11 5ata -nlet
Gambar 6#1+ 5ata ;utlet '
+
Gambar 6#12 5ata ;utlet
BAB ! PENUTUP KE-3*'>LAN 5ari 'raktikum CFD (Computational Fluid Dynamics) r!gram yang menyediakan sarana untuk menganalisa suatu benda ker$a atau k!ndisi benda ker$a yang dalam elaksanaan di laangan memerlukan analisa dengan ukuran dan bentuk yang sangat akurat# Berdasarkan 'raktikum CFD (Computational Fluid Dynamics) ini mahasisa daat melakukan simulasi dengan membuat dimensi, luas dan !lume dengan
memanfaatkan
bantuan
k!mutasi
k!muter
untuk
melakukan
erhitungan ada tia%tia elemen embaginya sehingga bisa melakukan simulasi sebelum membuatnya#
2/
21
DA&TAR PUSTA'A 1# Tim Lab# *!dul 'raktik -imulasi *ekanika Kekuatan *aterial# =akartaF +//7 +# htt&88id#ikiedia#!rg8iki8'r!8ENG3NEER Rabu, =anuari +/12, 'ukul 10#22 3B
