STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA...
Transcript of STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA...
![Page 1: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/1.jpg)
TUGAS AKHIRKONVERSI ENERGI
STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ALIRAN FLUIDA MELEWATI SILINDER TUNGGAL YANG DIPANASKAN (HEATED CYLINDER)
Syaiful Rizal2112105036
Vivien Suphandani Djanali, ST.,ME.,PhDDosen Pembimbing :
![Page 2: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/2.jpg)
Pemahaman tentang aliran yang berada di sekitar bluff bodyPenelitian tentang pengaruh thermal terhadap gaya buoyancy yang timbul pada aliran fluida melintasi silinder yang dipanaskan Aplikasi dari aliran fluida yang melintasi silinder dalam dunia industri
LATAR BELAKANG
![Page 3: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/3.jpg)
PENELITIAN TERDAHULU
Katsumori Hatanaka dan MutsutoKawahara (1995)
Domain model
![Page 4: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/4.jpg)
HASIL PENELITIAN
Vortex shedding disekitar heated cylinder: a). streaklines, b). streamlines, c). isotherms
PENELITIAN TERDAHULU
Re=100, Ri=0Re=100, Ri=0.5
Re=100, Ri=1.0
![Page 5: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/5.jpg)
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
Re=100, Ri=-0.5 Re=100, Ri=-1.0
dengan nilai Ri yang meningkat mulaidari Ri = 0.0 sampai 1.0, von karmanstreet dibelakang silinder menghilangdan aliran mulai steady dengan duavortices yang simetris.
![Page 6: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/6.jpg)
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Gangguan pada von karmanstreet terjadi sekitar Ri= 0.15
•Titik separasi dari kedua sisipermukaan silinder bergeser kebelakang
![Page 7: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/7.jpg)
PENELITIAN TERDAHULU
A.A. van Steenhoven, dan C.C.M. Rindt (2003)
Re=100 dengan variasi Ri=0 dan Ri= 1.5
•(Ri<1), vortex street membentukdefleksi negatif•(Ri>1), transisi alirannya lebih cepatmuncul berupa struktur 3D•mushroom type vortex street
![Page 8: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/8.jpg)
PENELITIAN TERDAHULU
H. Hu dan M. M. Koochesfahani(2010)
Re=135dengan variasi Ri=0 -1.04
![Page 9: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/9.jpg)
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Re yang konstan dan nilai Riyang relatif kecil (Ri<0,31) pembentukan vortex yang terjadi tidak jauh berbedadengan nilai Ri = 0 (unheated cylinder)•Wake clousure length meningkat seiring meningkatnyanilai Ri
![Page 10: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/10.jpg)
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Richardson Number meningkatmaka nilai rata-rata NusseltNumber akan menurun secaralinier
![Page 11: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/11.jpg)
PENELITIAN TERDAHULU
Matthieu Boirlaud et al
•karakteristik sepertistruktur mushroom padawake dibelakang silinder•interaksi yang kuatantara buoyancy denganinersia yang bekerja padaaliran fluida.
Re=1000 dengan variasiRi=0 dan Ri=2.77U∞ = 0.3 m/s
![Page 12: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/12.jpg)
PENELITIAN TERDAHULU
Penelitian Md. Mahbubar Rahmanet al
k-omega SST memilikinilai Strouhal Number yang paling mendekatieksperimen untuk setiapkasus kemudian diikutioleh Realizable k-ε danyang paling jauh dari hasileksperimen adalahturbulensi model k-ε standart.
![Page 13: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/13.jpg)
PERUMUSAN MASALAH
KarakteristikAliran
Turbulensimodel terbaik
Re=1000
Aliran melintasisilinder yang dipanaskan
VariasiTurbulensimodel
Re=135
Ri=0 danRi=1
Ri=0 danRi =2.77
![Page 14: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/14.jpg)
BATASAN PENELITIAN
Disimulasikan dengan bantuan perangkat lunak Fluent 6.3.26
• Fluida yang dipakai adalah air untuk Re =135 danudara untuk Re = 1000 dengan kondisi unsteadyflow, incompressible flow, uniform flow pada sisiinlet
Inlet Velocity Inlet
Outlet outflow
Silinder Isothermal wall
![Page 15: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/15.jpg)
METODE PENELITIAN
Langkah – Langkah Di FluentGRID
Domain simulasi numerik silinder sirkular tunggal pada kasus Re =135
Domain simulasi numerik silinder sirkular tunggal pada kasus Re =1000
![Page 16: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/16.jpg)
METODE PENELITIAN
PEMILIHAN MODEL
Langkah – Langkah Di Fluent
• Pemodelan yang digunakan adalah Unsteady Pressure based dengan viscous model laminar ,turbulen Standart k-є, Standart k-ω
BOUNDARY CONDITIONS
• Inlet merupakan sisi aliran datang, yang inputannya berupa beban kecepatan sebesar 0.026 m/s untuk kasus Re=135 dan kecepatan 0.3 untuk kasus Re=1000. Sedangkan outlet berupa Outflow.
![Page 17: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/17.jpg)
METODE PENELITIAN
SOLUTION
Langkah – Langkah Di Fluent
• Kriteria konvergensi ditetapkan sebesar 10-6, artinya proses iterasi dinyatakan telah konvergen setelah residualnya mencapai harga di bawah 10-6
POST PROCESSING
• Hasil visualisasi berupa tampilan kontur kecepatan, vektor kecepatan, pathlines velocity dan profil kecepatan utuk data kualitatif , dan nilai Nu, koefisien Drag untuk data kuantitatif.
![Page 18: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/18.jpg)
METODE PENELITIAN
Parameter pemodelan simulasi
![Page 19: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/19.jpg)
URUTAN LANGKAH PENELITIAN
Pembuatan Model 3D
Tidak Tidak
YaYa
Ya Ya
Pembahasan dan Kesimpulan
SELESAI
Komparasi 2D-3D dan pemilihan dimensi model uji
Variasi turbulen model
Post processing
Tidak
Menentukan daerah analisa
Penentuan Model, Kondisi Batas Inlet dan Outlet
Memeriksa kualitas mesh
Meshing pada Domain
Pembuatan Model 2D
Pelaksanaan Proses Iterasi
Konvergensi Tercapai
Grid Independensi
Tidak
Menentukan daerah analisa
Penentuan Model, Kondisi Batas Inlet dan Outlet
Memeriksa kualitas mesh
Meshing pada Domain
Pelaksanaan Proses Iterasi
Konvergensi Tercapai
Grid Independensi
Studi Literatur
MULAI
Menampilkan HasilMenampilkan Hasil
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
![Page 20: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/20.jpg)
ALOKASI WAKTU
![Page 21: STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-40973-2112105036...•Titik separasi dari kedua sisi permukaan silinder bergeser ke belakang PENELITIAN](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022053116/6096095065bf3d2fd72dfbd2/html5/thumbnails/21.jpg)
TERIMA KASIH