View source for Pertemuan Minggu 5 : 14 Maret 2023


'Catatan 14 Maret 2023'


Metode pembelajaran gerak fluida terdapat 2 cara, yaitu Langrangian Approach dan Eulerian Approach. Pendekatan Lagrangian dalam dinamika fluida adalah metode untuk menggambarkan perilaku fluida dengan melacak gerakan partikel fluida individu dari waktu ke waktu. Pendekatan ini didasarkan pada prinsip kekekalan massa, yang menyatakan bahwa massa total suatu fluida tetap konstan terhadap waktu. Sedangkan, Pendekatan Euler dalam dinamika fluida adalah metode untuk menggambarkan perilaku fluida dengan melacak gerak sifat-sifat fluida seperti kecepatan, tekanan, dan kerapatan pada titik-titik. Pendekatan ini didasarkan pada prinsip kekekalan massa, momentum, dan energi.

Dalam pendekatan Lagrangian, fluida dipandang sebagai kumpulan partikel diskrit, masing-masing dengan posisi dan kecepatan tertentu pada waktu tertentu. Partikel-partikel ini bergerak sebagai reaksi terhadap gaya yang bekerja padanya, seperti tekanan dan viskositas.

Formulasi dinamika fluida Lagrangian berguna untuk menganalisis aliran fluida yang sangat tidak stabil dan kompleks, seperti aliran turbulen. Ini juga sangat berguna untuk mempelajari perilaku partikel individu, seperti dalam kasus aliran bermuatan partikel atau aliran multifase.

Namun, pendekatan Lagrangian dapat menjadi komputasi yang intensif bila diterapkan pada aliran fluida skala besar, karena memerlukan pelacakan gerakan partikel individu dalam jumlah besar dari waktu ke waktu. Dengan demikian, sering dilengkapi dengan pendekatan Eulerian, yang menjelaskan gerakan fluida dalam hal sifat fluida seperti kecepatan dan tekanan pada titik tetap dalam ruang.

Dalam pendekatan Euler, fluida dipandang sebagai medium kontinu yang menempati suatu wilayah ruang. Sifat-sifat fluida seperti kecepatan dan tekanan dijelaskan oleh fungsi matematika yang bervariasi terhadap waktu dan posisi dalam domain fluida. Fungsi-fungsi ini dikenal sebagai variabel medan fluida.

Pendekatan Euler sangat berguna untuk menganalisis aliran fluida skala besar, seperti yang ditemui dalam aplikasi teknik, karena memungkinkan untuk deskripsi sifat fluida di seluruh domain fluida. Ini juga biasa digunakan untuk simulasi numerik aliran fluida, karena efisien secara komputasi dan tidak memerlukan pelacakan gerakan partikel individu.

Salah satu kelemahan dari pendekatan Euler adalah tidak memberikan informasi tentang perilaku partikel fluida individu dari waktu ke waktu. Ini bisa menjadi batasan dalam beberapa kasus, seperti saat mempelajari perilaku partikel tersuspensi atau polutan dalam cairan. Dalam kasus ini, pendekatan Lagrangian mungkin lebih tepat.


'Catatan 17 Maret 2023'


Kontrol volume merupakan proses menghitung suatu sistem dengan hanya berdasarkan volume tersebut. Misalnya di dalam ruangan kelas, ada udara yang masuk dan keluar dari kelas, kita hanya menghitung udara yang berada atau melewati ruang kelas.


Kontrol volume seperti namanya menghitung dalam 3 dimensi (volume). Akan tetapi, apabila bisa disimplifikasi menjadi 2 dimensi (luas) atau 1 dimensi (panjang), lebih baik menggunakan dimensi yang lebih rendah sehingga memudahkan dalam perhitungan.


Kontrol volume juga memiliki batasan-batasan (boundaries) yang dapat berupa dinding, inlet, maupun outlet. Batasan-batasan tersebut dapat dijadikan sebagai permukaan kontrol (control surface)


Pada aliran eksternal terdapat suatu area yang disebut freestram. Freestream sebagai inlet dapat dijadikan control surface karena tidak terganggu oleh objek yang dihitung


Tujuan kontrol volume mempelajari dan merekayasa efek fluida terhadap benda, efek benda terhadap fluida


Jumlah inlet maupun outlet tidak hanya satu, tetapi bisa beberapa


Dalam kontrol volume juga berlaku 3 hukum dasar fisika yaitu, hukum kekekalan massa, hukum kekekalan energi, dan hukum kekekalan momentum