Simulasi Numerik Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular dengan Plat Splitter Dekat Dinding Miring - Varien Janitra Nuralif Susanto; Wawan Aries Widodo (Jurnal Teknik ITS, 2018)
Analisis struktural adalah salah satu pekerjaan yang dilakukan dalam proses rekayasa teknik. Interaksi fluida dengan struktur merupakan salah satu pokok analisis dalam analisis struktural. Salah satu contoh kasus interaksi fluida dengan struktur adalah aliran melintasi silinder sirkular. Pipa merupakan elemen silinder sirkular yang sering ditemui di industri. Industri perminyakan offshore umumnya meletakkan pipa dekat dengan dasar laut yang menghasilkan karakteristik aliran tertentu. Karakteristik yang dipengaruhi oleh peletakan tersebut adalah distribusi tekanan. Distribusi tekanan yang berbeda turut menghasilkan gaya yang berbeda, sehingga membutuhkan perlakuan khusus saat instalasi. Karakteristik lainnya adalah vortex shedding. Studi terdahulu menyatakan bahwa pemasangan plat splitter dengan panjang tertentu akan meredam vortex shedding dan mengurangi gaya drag. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dua dimensi dengan pemodelan turbulensi SST k-w. Aliran diasumsikan steady dan incompressible dan mengalir pada bilangan Reynolds 5×104. Domain simulasi yang digunakan berupa silinder sirkular dengan plat splitter yang diletakkan dinding dengan kemiringan tertentu pada besar celah tertentu. Variasi pada penelitian ini adalah kemiringan dinding a [0°, 10°, 20°] dan rasio besar celah dengan diameter silinder sirkular G/D [0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5]. Hasil yang didapatkan dari simulasi numerik ini adalah bahwa peningkatan G/D dan a pada umumnya akan menurunkan CDp dan CLp. Pada variasi besar celah dan a = 0° didapati CDp maksimum pada G/D 0,2, sedangkan CLp menurun secara konsisten. Pada a = 10° didapati CDp maksimum dan CLp minimum pada G/D 0,2. Pada a = 20° didapati CDp meningkat secara konsisten pada G/D > 0,2 dan CLp minimum pada G/D 0,4. Pada variasi kemiringan dinding dan G/D < 0,3 didapati CLp memiliki nilai minimum pada a = 10°, namun CDp menurun secara konsisten. Karakteristik aliran diatas sangat dipengaruhi oleh fenomena blockage dan adverse pressure gradient.