Claim Missing Document
Check
Articles

Simulasi Numerik Pengaruh Penambahan Bodi Pengganggu terhadap Karakteristik Aliran Fluida Melintasi Silinder Sirkular Tersusun Tandem di Dalam Saluran Sempit Intan Pandang Prinda Sakti; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 8, No 2 (2019)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (537.803 KB) | DOI: 10.12962/j23373539.v8i2.47452

Abstract

Interaksi antara fluida dengan struktur merupakan salah satu pokok analisis yang dilakukan pada suatu struktur. Dengan mengetahui karakteristik dari suatu aliran fluida yang mengalir dapat diprediksi, dianalisa dan dikembangkan sesuai dengan kebutuhan sehingga dapat mendesain suatu konstruksi yang dapat menghasilkan nilai tambah dan meningkatkan efisiensi kinerja. Salah satu kasus interaksi fluida dengan struktur yang sering kita jumpai yaitu fenomena aliran fluida melintasi benda maupun saluran, sebagai contoh heat exchanger dimana di dalamnya terdapat tube yang dialiri oleh fluida dan instalasi pipa internal sebagai elemen structural yang sering ditemukan pada industri. Tugas akhir ini menggunakan metode simulasi numerik dua dimensi unsteady dan incompressible flow menggunakan software CFD Ansys Fluent versi 19R1. Variasi yang dilakukan adalah rasio jarak longitudinal antara silinder sirkular dengan bodi pengganggu L/D = 1,25; 1,5; 1,75; 2,0 dan variasi rasio besar diameter d/D=0,16; 0,32 serta bilangan Reynolds sebesar 1,58x104. Pemodelan turbulence viscous yang digunakan adalah shear stress transport k-ω. Penambahan bodi pengganggu d/D=0,16 dapat mereduksi coefficient drag sebesar 32%. Sedangkan pada d/D=0,32 dapat mereduksi coefficient drag sebesar 34%
Studi Numerik Karakteristik Aliran Tiga Dimensi Pada Body Pesawat Tanpa Awak Jenis Cessna 182 Menggunakan Airfoil August 160 dan Penambahan Trapezoidal Winglet Variasi h/S = 0,15; 0,20; 0,25 dengan Cant Angle 90˚ Syifa' Zain Salsabila; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 9, No 2 (2020)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.12962/j23373539.v9i2.55639

Abstract

Kinerja pesawat sangat dipengaruhi oleh bentuk geometri dari pesawat tersebut dan juga penambahan geometri lain pada salah satu bagiannya. Winglet merupakan salah satu komponen yang ditambahkan pada pesawat yang berfungsi untuk mengurangi timbulnya wingtip vortex. Pada penelitian ini diharapkan bisa meningkatkan  performa aerodinamika dari pesawat jika dibandingkan dengan pesawat tanpa penambahan trapezoidal winglet yang dipasang pada sayap pesawat yang memiliki jenis airfoil August 160. Peningkatan performa yang diharapkan yaitu berupa peningkatan nilai koefisien lift, penurunan nilai koefisien drag yang nantinya akan meningkatkan lift-to-drag ratio dari pesawat tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi numerik tiga dimensi dengan menggunakan perangkat lunak CFD Ansys Fluent 18.1.  Geometri model pesawat pada simulasi ini memiliki spesifikasi yang diidentifikasi yaitu panjang root chord dan tip chord = 189 mm; 136 mm, panjang span = 518 mm, aspecr ratio (AR) = 2,8, variasi h/S = 0,15; 0,20; 0,25, cant angle () = 90˚, dan angle of attack (α) = 0˚. Aliran fluida berupa freestream dengan kecepatan v = 12 m/s dalam kondisi steady dengan Re = 1,54 × 105. Turbulence model pada simulasi ini menggunakan pemodelan k-ω Shear Stress Transport dengan kriteria konvergensi sebesar 10-5. Pada penelitian ini didapatkan hasil bahwa dengan penambahan trapezoidal winglet dapat meningkatan koefisien lift (CL). Dan juga meningkatkan nilai koefisien drag (CD) penambahan trapezoidal winglet. Sehingga dengan peningkatan nilai koefisien lift dan koefisien drag maka menyebabkan nilai lift-to-drag ratio (CL/CD) juga mengalami penurunan. Selain itu fenomena tip vortex pada pesawat dengan penambahan trapezoidal winglet juga mengalami penurunan konsentrasi jika dibandingkan dengan pesawat tanpa penambahan trapezoidal winglet.
Studi Numerik Karakteristik Aliran Tiga Dimensi pada Pesawat Tanpa Awak Cessna 182 Menggunakan Airfoil August 160 dengan Penambahan Trapezoidal Winglet H/S = 0,2 Variasi Angle Of Attack 4°, 8°, 12°, 16° Titania Eriani; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 9, No 2 (2020)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.12962/j23373539.v9i2.56994

Abstract

Unmanned Aerial Vehicle adalah pesawat yang tidak membutuhkan operator manusia didalamnya. Salah satu faktor desain yang penting dalam perancangan UAV adalah bentuk geometri dari pesawat tersebut. Pada daerah sayap pesawat yang memiliki panjang yang terbatas mengakibatkan adanya aliran tiga dimensi yang terjadi pada bagian tip sayap yang diakibatkan oleh perbedaan tekanan pada sisi bawah dan sisi atas sayap. Aliran ini mengakibatkan munculnya tip vortex. Tip vortex mengakibatkan kerugian pada performansi pesawat yang berupa mengakibatkan menurunnya luasan efektif yang mampu menghasilkan gaya angkat dan bertambahnya koefisien drag pada pesawat. Sehingga untuk mengurangi hal tersebut dipasang winglet. Pada penelitian ini menggunakan trapezoidal winglet pada angle of attack yang berbeda, diharapkan bisa mengoptimasi peningkatan performa pada UAV, dibandingkan dengan pesawat tanpa winglet (baseline aircraft). Studi numerik yang dilakukan menggunakan Software Ansys Fluent 19.1 dalam proses analisa, serta x-foil dalam proses pengambilan data validasi. Benda uji berupa pesawat tanpa awak Cessna 182 dengan airfoil August 160. Pada penelitian ini yang akan dioptimasi pada bagian sayap dengan menggunakan trapezoidal winglet yang dipasang pada ujung airfoil. Benda uji simulasi kali ini memiliki spesifikasi yaitu panjang root chord = 189 mm, tip chord = 136 mm, panjang span sebesar 518 mm, aspect ratio (AR) sebesar 2,8, dan variasi h/S = 0,2 dengan angle of attack 4°, 8°, 12°, 16°. Aliran fluida berupa freestream dengan kecepatan 12 m/s dalam kondisi steady. Turbulence viscous model pada penelitian ini menggunakan pemodelan k- Shear Stress Transport dengan kriteria konvergensi sebesar 10-5. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini, yaitu karakteristik aerodinamika dan fenomena aliran di sekitar sayap. Performa terbaik berdasarkan lift-to-drag ratio (CL/ CD) pada pesawat dengan penambahan winglet dengan α = 0°. Tetapi tidak lebih baik daripada pesawat tanpa penambahan winglet. Penambahan winglet mampu mengurangi fenomena tip vortex pada sudut serang 0o, tetapi tidak memperbaiki performance pada pesawat.
Studi Eksperimen Aliran Melintasi Silinder Sirkular Tunggal Dengan Bodi Pengganggu Berbentuk Silinder Yang Tersusun Tandem Dalam Saluran Sempit Berpenampang Bujur Sangkar Akbar Masyian Makka; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (168.756 KB) | DOI: 10.12962/j23373539.v1i1.1185

Abstract

Dalam beberapa aplikasi dunia teknik, bluff body ditempatkan di dalam saluran dengan berbagai pengaturan, misalkan saja penempatan sebuah silinder dengan diameter kecil sabagai pengontrol aliran sebelum melewati bluff body utama. Hal tersebut biasanya dilakukan untuk mengurangi atau mereduksi gaya yang diakibatkan fluida pada bluff body utama. Gaya-gaya yang ditimbulkan antara lain gaya geser, gaya normal, dan gaya hambat. Adapun penggunaan saluran sempit turut mempengaruhi karakteristik fluida. Hal ini yang mendasari adanya eksperimen aliran fluida melintasi silinder sirkular dengan bodi pengganggu ditempatkan di depannya dalam saluran sempit.Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aliran yang melintasi silinder sirkular dalam saluran sempit. Penelitian ini juga melihat pengaruh sebuah bodi pengganggu, yang memiliki rasio d/D=0.16, terhadap reduksi gaya drag yang dapat dilihat dari penurunan pressure drop. Variasi dalam eksperimen ini adalah rasio jarak gap L/D=1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan cara meletakkan susunan bodi pengganggu (d=4mm) di depan silinder sirkular (D=25mm) dalam saluran sempit berpenampang bujur sangkar (h=125mm). Pengujian dilakukan di dalam wind tunnel dengan bilangan Reynolds sebesar 1 ×105, 1.28 × 105dan 1.56 × 105. Hasil eksperimen diperoleh adalah Karakteristik aliran berupa pressure drop (∆P) .Dari data tersebut dapatterlihat pengaruh bodi pengganggu terhadap pressure drop.
Studi Numerik 2D dan Uji Eksperimen tentang Karakteristik Aliran dan Unjuk Kerja Helical Savonius Blade dengan Variasi Overlap Ratio 0,1 ; 0,3 dan 0,5 Dwi Septyan Waluyo; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (407.213 KB) | DOI: 10.12962/j23373539.v1i1.1200

Abstract

Pemanfaatan energi angin sebagai energi alternatif ramah lingkungan di Indonesia masih tergolong sedikit. Salah satu penyebab adalah karakteristik arah angin di Indonesia yang memiliki kecenderungan berubah-ubah dikarenakan letak geografis Indonesia. Maka dari itu guna meningkatkan pemanfaatan energi angin, diperlukanlah penelitian mengenai Vertcal Axis Wind Turbin (VAWT). Salah satu jenis VAWT adalah Helical Savonius Blade. Penelitian mengenai Helical Savonius Blade dilakukan dengan metode pemodelan numerik 2D menggunakan software FLUENT dan uji seksperimen. Pemodelan numerik 2D dimaksudkan untuk mengetahui karakteristik aliran yang melintasi turbin Savonius dengan variasi overlap ratio 0,1;0,3 dan 0,5 serta variasi posisi 90o, 45o, 0o. Unjuk kerja turbin dinyatakan dalam nilai coefficient of power (Cp). Nilai Cp didapatkan dengan menggunakan pemodelan numerik 2D dan uji eksperimen. Berdasarkan pemodelan numerik 2D, nilai Cp tertinggi secara umum dimiliki oleh overlap ratio 0,1 sebesar 0,284. Sedangkan berdasarkan uji eksperimen nilai Cp terbesar tetap dimiliki overlap ratio 0,436 (perhitungan teoritis) dan 0,091 (perhitungan riil).
Studi Numerik Karakteristik Aliran Bagian Rear-End Bus Penumpang Dengan Variasi Sudut Diffuser Mutiara Nuril Karomah; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (419.293 KB) | DOI: 10.12962/j23373539.v1i1.1216

Abstract

Penambahan diffuser padabagian rear end bus penumpang adalah salah satu cara untuk mengurangi gaya aerodinamik yang terbentuk. Parameter diffuser, seperti sudut diffuser akan sangat berpengaruh terhadap aliran di bawah bodi dan wake yang terjadi. Pada sudut 0 derajat, intensitas vortisitas pada daerah rear end sangat besar, dikarenakan aliran seolah tiba-tiba terlepas dari sempitnya gap antara jalan dengan bus. Sedangkan, dengan penambahan diffuser aliran cenderung akan melewati bagian bawah sesuai dengan kontur bodi yang dapat mengurangi tekanan pada daerah tersebut. Diffuser merupakan suatu bentuk saluran tertutup yang mengalami pembesaran luas penampang melintang searah dengan lintasan aliran utama. Bodi 3-dimensi yang diteliti mempunyai variasi sudut diffuser sebesar 0°, 6°, 12°, dan 18°. Pemodelan numerik ini menggunakan software FLUENT 6.3.26 yang digunakan untuk memvisualisasikan karakteristik aliran yang ditunjukkan dengan data kuantitatif berupa pressure coefficient (Cp), drag coefficient (Cd), dan lift coefficient (Cl). Sedangkan data kualitatif yang diperoleh berupa velocity pathline, kontur tekanan, dan vektor kecepatan. Pemodelan ini dibangun dengan menggunakan 3D-unsteady dan model turbulensi k-ε realizable untuk Reynold number sebesar 18,4 x 106 berdasarkan kecepatan alir masuk dan panjang model. Hasil yang diperoleh menunjukkan dengan kenaikan sudut diffuser diperoleh penurunan Cl yang cukup signifikan. Sedangkan pada Cd mengalami penurunan yang sama namun pada sudut 180, nilai Cd justru menglami kenaikan.
Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Disturbance Body Terhadap Karakteristik Aliran Yang Melintasi Sebuah Silinder Sirkular Yang Tersusun Secara Tandem Dalam Saluran Sempit ”Studi Kasus Untuk Disturbance Body Berulir Dan Polos Dengan Rasio Diameter D Pratista Hariyanto; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik ITS Vol 1, No 1 (2012)
Publisher : Direktorat Riset dan Pengabdian Masyarakat (DRPM), ITS

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (104.143 KB) | DOI: 10.12962/j23373539.v1i1.1219

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari aliran yang melintasi silinder sirkular yang tersusun tandem yang ditempatkan pada saluran sempit. Adapun penelitian ini juga berusaha untuk mereduksi gaya hambat yang terjadi dengan menggunakan sebuah disturbance body yang memiliki rasio yang d/D=0.1dengan kondisi permukaan polos dan berulir dengan rasio jarap gap L/D = 2.0. Penelitian ini dilakukan secara eksperimental dengan cara meletakkan silinder sirkular (D= 37.5mm) dalam sebuah terowongan udara saluran sempit berpenampang bujur sangkar (h=125mm) dengan bilangan Reynolds sebesar 1.16x102 (berdasarkan diameter hidrolis saluran dan kecepatan freestream). Tekanan diukur dengan pressure tap yang terpasang pada permukaan silinder sirkular dan pada test section terowongan angin (inlet dan outlet). Sedangkan profil kecepatan aliran didapatkan dengan menggunakan pitot static tube yang dipasang dibelakang silinder sirkular.
Pengendalian Aliran Pasif pada Silinder Sirkular dengan Inlet Disturbance Body Berbentuk Silinder Elip (AR = 1/4) Wawan Aries Widodo; Triyogi Yuwono; P. Indiyono; Wasis Dwi Aryawan
Jurnal Teknik Mesin (Sinta 3) Vol. 11 No. 1 (2009): APRIL 2009
Publisher : Institute of Research and Community Outreach, Petra Christian University

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

This investigation to observe the information about fluid interaction phenomena from fluid momentum flow attach on surface contour of two bluff body shapes, there are elliptic cylinder and circular cylinder. This characteristic predicts aerodynamic force on the bluff bodies are related with drag reduction. Elliptic cylinder (AR = 1/4) and circular cylinder are arranged tandem position with longitudinal gap (G/D = 1), and are located elliptic cylinder as inlet disturbance body on upstream and circular cylinder as downstream body. The inlet disturbance body has four shapes, first elliptic cylinder without modification geometry, and the others with modification geometry to cut in front of elliptic cylinder with configuration 5%, 10%, and 15% of major axis length (B). Fluid flow characteristics investigate experimentally on open-circuit subsonic wind tunnel. The experimental results obtain the phenomena fluid interactions are indicated by reattachment process which is related with appearing bubble and massive separation on the surface contour of modified elliptic cylinder. Separating and reattching process is increasing flow transition from laminar to turbulent boundary layer until the postponement of massive separation position on surface contour of circular cylinder. To arrange elliptic cylinder (AR = 1/4) with modification geometry to cut front side 10% from length of major axis as inlet disturbance body gives significant results to reduce drag of circular cylinder. All investigations are running at Reynolds Number of 6.4x104 based on circular cylinder diameter. Abstract in Bahasa Indonesia: Penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi mengenai fenomena interaksi aliran dari momentum fluida yang attach pada kontur permukaan bluff body berbentuk silinder elip maupun silinder sirkular. Karakteristik tersebut digunakan untuk memprediksi gaya aerodinamika pada kedua benda tersebut, terutama berkenaan dengan reduksi gaya hambat (drag reduction). Kedua bentuk bluff body (silinder elip dan silinder sirkular) ditempatkan dalam susunan tandem, dengan menempatkan silinder elip dengan axis ratio (AR = 1/4) sebagai inlet disturbance body yang ditempatkan pada sisi upstream. Bentuk geometri silinder elip (AR = 1/4) memiliki empat variasi yaitu silinder elip yaitu tanpa pemotongan sisi depan, dan ketiga lainnya dengan memodifikasi silinder elip dengan memotong sisi depan 5%, 10%, dan 15% dari panjang sumbu mayornya (B). Silinder sirkular ditempatkan pada sisi downstream dalam posisi tandem dengan jarak longitudinal (G/D) = 1. Karakteristik aliran melintasi silinder elip (AR = 1/4) dan silinder sirkular tersusun tandem, diteliti secara eksperimental pada open-circuit subsonic wind tunnel. Hasil-hasil dari kajian eksperimental tersebut digunakan untuk menjelaskan fenomena interaksi aliran yang menghasilkan proses reattachment yang ditandai dengan munculnya separasi bubble maupun separasi masif pada kontur permukaan silinder elip (AR = 1/4) yang dimodifikasi. Proses separating-rattaching dari silinder elip mempercepat transisi aliran dari lapis batas laminar menjadi lapis batas turbulen, serta letak separasi masif pada kontur permukaan silinder sirkular yang semakin tertunda ke belakang. Penempatan silinder elip (AR = 1/4) dengan pemotongan sisi depan sebesar 10% dari panjang sumbu mayornya sebagai inlet disturbance body berhasil mereduksi gaya hambat pada silinder sirkular paling signifikan. Seluruh kajian dilakukan pada bilangan Reynolds 6,4 x 104 didasarkan pada diameter silinder sirkular. Kata kunci: Bluff body, inlet disturbance body, reattachment, separasi bubble, separasi masif.
Simulasi Numerik dengan Pendekatan 3D-URANS Aliran yang Melintasi Susunan Empat Silinder Sirkular Dekat Dinding pada “Small-Gap” A. Grummy Wailanduw; Triyogi Yuwono; Wawan Aries Widodo
Jurnal Teknik Mesin (Sinta 3) Vol. 15 No. 1 (2014): APRIL 2014
Publisher : Institute of Research and Community Outreach, Petra Christian University

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

A flow cross four circular cylinders arrangement in center-line had been many investigated by an experimentally, a simulation, as well as a visualization. The flow phenomena around the cylinders were different when its arrangement were located near a wall, especially at small gap. A boundary layer of the wall would effected a flow characteristics around the cylinders. This research was done by numerical method with FLUENT 6.3.26 software at L/D = 4.0 and G/D rasio 0.1 and 0.2 and Reynolds number 53000 based on the diameter of a single cylinder. An evolution of pressure distributions in circular cylinders, especially at the lower cylinders, are effected of a plane wall which located near them.
Plane Wall Effect of Flow around Two Circular Cylinders in Tandem Arrangement Triyogi Yuwono; Wawan Aries Widodo; Heru Mirmanto; Fahmi Fahreza
IPTEK The Journal for Technology and Science Vol 22, No 1 (2011)
Publisher : IPTEK, LPPM, Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.12962/j20882033.v22i1.56

Abstract

The flow characteristic around two circular cylinders in tandem arrangement located near a plane wall were investigated experimentally in a uniform flow at a Reynolds Number of 5.3 x 104. The center to center spacing between the two cylinders relative to the cylinder diameter was constantly maintained at P/D = 1.5. The pressure distributions along the surface of the cylinder and the plane wall were measured by varying the gap-to-diameter of cylinder ratio (G/D) in the range of 0 < G/D < 0.467. Surface oil-film techniques were used to investigate the flow patterns on the cylinder. The result showed that for upstream cylinder, in the gap-to-diameter ratio G/D < /D, there is no stagnation point at front side of the upstream cylinder; it is gradually raised as the gap increase. For the downstream cylinder, a peak on the lower side of the front side of the cylinder is apparent in each of the pressure distributions. This peak represents the reattachment of shear layer that separates from lower side of the upstream cylinder. The reattachment point tends to move forward close to the angular position of  = 0o as the gap ratio increase. The shear layer bifurcates into two shear layers. One shear layer continues in the downstream direction, and the other shear layer flows in the upstream direction.