ANALISIS KARAKTERISTIK PEMBAKARAN DAN PERFORMA THERMAL MESIN DIESEL DUAL-FUEL BERBAHAN BAKAR HIDROGEN MENGGUNAKAN SIMULASI CFD

Iqbal Zaen Damara (Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275)
MSK Tony Suryo Utomo (Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275)
Muchammad Muchammad (Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275)

JURNAL TEKNIK MESIN
Vol 14, No 2 (2026): VOLUME 14, NOMOR 2, APRIL 2026

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik pembakaran dan performa termal pada mesin diesel dual-fuel dengan variasi substitusi energi hidrogen sebesar 5%. Simulasi numerik dilakukan menggunakan perangkat lunak CFD ANSYS Forte dengan n-heptana sebagai bahan bakar surrogate diesel. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penambahan hidrogen secara signifikan mengubah pola pembakaran dari difusi menjadi premixed yang agresif. Peningkatan porsi hidrogen 5% memicu lonjakan laju pelepasan panas (HRR) maksimum sebesar 672,77% dan tekanan silinder puncak mencapai 14,34 MPa (meningkat 76,82% dari baseline). Hal ini disebabkan oleh kecepatan nyala api laminar hidrogen yang tinggi yang mempercepat inisiasi pembakaran. Dampak negatif ditemukan pada emisi NOx yang melonjak drastis hingga 6.435,66%, yang berkorelasi langsung dengan peningkatan temperatur puncak silinder hingga 2.913 K sesuai mekanisme Zeldovich. Penelitian ini menyimpulkan bahwa meskipun hidrogen meningkatkan efisiensi pelepasan energi, diperlukan strategi kontrol emisi untuk mereduksi beban termal dan oksidasi nitrogen yang masif.