Diskritisasi pada komputasi dinamika fluida
sebelum melangkah jauh mengenai proses diskritisasi, ada baiknya kita mengetahui permasalahan aliran yang akan dihadapi saat simulai • Apa fenomena fisik perlu dipertimbangkan? • Apakah geometri dari domain dan kondisi operasi perlu dibuat spesifik? • Apakah ada hambatan internal atau tidak? • Apa jenis aliran (laminar / turbulen, stabil )? • Apa tujuan dari analisis CFD yang akan dilakukan?, atau hasil keluaran yang diharapkan
langkah selanjutnya adalah membuat model matematis, identifikasi gaya yang menyebabkan dan mempengaruhi gerakan fluida.menentukan domain dan batasan wilayah untuk simulasi. Merumuskan hukum kekekalan untuk massa, momentum, dan energi. Sederhanakan persamaan yang mengatur untuk mengurangi kesalahan perhitungan • memeriksa simetri dan arah arus dominan (1D/2D) • mengabaikan hal yang berpengaruh sedikit • menghilangkan pemodelan yang tidak dapat diperkirakan dalam hasilnya
selanjut adalah proses DISKRITISASI, yaitu perubahan partial deferential equation (PDE) menjadi beberapa set aljabar linier yang mudah diselesaikan. ada 3 proses diskritisasi 1. Meshing, atau pembuatan cell, pemilihan bentuk cell, misalnya segitiga, atau segi empat, di CFDSOF yang kita pakai selama ini, memakai cell berbentuk segi empat. 2. diskritisasi ruang, apakah memakai finite different, finite volume atau finite element. 3. diskritisasi waktu, atau biasa disebut dengan pendekatan derrivatif sementara, apakah waktu berpengaruh terhadap perhitungan, atau tidak.
Gambar jenis - jenis grid
gambar diatas memperlihatkan cara pembagian cell untuk proses diskritisasi, pembagian cell tidak harus selalu simetris untuk setiap ukuran, untuk bagian yang perlu didalami lebih lanjut, ada baiknya digunakan banyak cell, agar proses pehitungan yang terjadi semakin presisi.
General Scalar Equation persamaan skalar umum yang digunakan dalam proses diskritisasi adalah:
bila persamaan difusi digunakan lebih lanjut menjadi,
selanjutnya bila proses difusi tersebut di diskritisasi dalam 1D menggunakan finite different metode,
dengan menggunakan expansion series dari tailor disekitar titik P, didapatkan,
setelah persamaan tersebut diselesaikan, hasil persamaan terakhir dalam bentuk aljabar adalah,
dengan membagi-bagi bidang kerja kedalam cell, proses diskritisasi dapat dilakukan, sehingga proses perhitungan CFD dapat dilakukan, namun dalam CFD pendekatannya dapat dilakukan dengan finite different maupun finite volume, setelah proses perhitungan/iterasi dilakukan sampai didapatkan hasil yang konvergen, nilai masing-masing titik akan diketahui, sehingga nilai dari titik-titik tersebut dapat ditampilkan, baik melalui visualisasi GUI yang menarik, maupaun cukup data angka dalam tabel.
Wallahua'lam
- tulisan ini masih sangat jauh dari sempurna, mohon masukan dan koreksinya.. terimakasih.
