Ales Daniel - 1706036072

Tugas Penurunan Rumus Kontinuitas dan Momentum

Video Penurunan Rumus dan Simulasi CFDSof

Quiz FVM for Diffusion

Video FVM for Diffusion

6Dof and Dynamic Mesh

Six degrees of freedom merupakan sebuah gerakan dari objek yang bisa bergerak secara tiga dimensi, terukur dari titik center of gravity-nya atau CoG. Pada simulasi menggunakan CFD, sebuah fluida yang mengalir akan bergerak secara translasi dan rotasi. Translasi terukur berdasarkan perubahan kecepatan terhadap perubahan waktu, atau secara rumus merupakan SygmaF = massa x akselerasi, dimana total gaya yang dihasilkan berdasarkan perubahan massa sebuah objek terhadap perpindahan benda yang berubah terhadap waktu. Sedangkan kalau berdasarkan rotasi, terukur dengan istilah angular velocity berdasarkan torsi terhadap momen inersia dari objek yang terukur. Rumus yang digunakan adalah SygmaMoment = Moment Inertia x Akselerasi angular.

Berdasarkan ini, simulasi yang dilakukan pada CFD Solver akan digunakan untuk Dynamic Mesh. Pada kasus fluida yang mengalir dalam sistem apapun, CFD akan melakukan perhitungan berdasarkan posisi yang berubah baik secara translasi maupun rotasi secara metode komputasi. Mesh tersebut akan berubah-ubah sesuai dengan gaya yang bekerja pada sistem tertentu. Pada topik ini, diberikan contoh simulasi berupa Vertical-Axis Wind Turbine, yang ditunjukkan dari tampak atas untuk mengetahui fenomena yang terjadi. Simulasi dilakukan dua kali dengan dua kondisi yang dimodifikasi berbeda. Kondisi yang diubah ditunjukkan berdasarkan data sebagai berikut:

1.

Control Dict

- Max Delta T : 0.01

- End Time 10

Dynamic Mesh Dict

- //g               (0 9.8 0);

  //  :: lOD :: angularMomentum           (default = (0 10 0))

2.

Control Dict

- Max Delta T : 0.01

- End Time 10

Dynamic Mesh Dict

- //g               (0 9.8 0);

  //  :: lOD :: angularMomentum           (default = (0 100 0))

//- Angular momentum of the rigid-body in local reference frame

   angularMomentum (10 10 10);

Hasil yang didapatkan adalah berdasarkan gambar sebagai berikut:

1. Hasil simulasi 1

2. Hasil simulasi 2

Economizer Hopper (CFDSof Simulation)

Economizer Hopper merupakan alat untuk mengatasi permasalahan akibat fly ash yang berasal dari produk pembakaran batubara. Potensi yang mungkin terjadi adalah penumpukan fly ash pada economizer flue gas ducting, blocking abu di elemen pre-air heater, serta pengikisan pada blade dan guide vane. Dengan adanya modifikasi Hopper tersebut, abu atau fly ash yang dialirkan saat keluar dari Boiler akan tertampung pada bagian bottom ash tersebut.

Pada kasus ini, dilakukan simulasi menggunakan CFDSof dengan melakukan pembeda antara economizer dengan hopper dan tidak. Analisa yang dilakukan adalah dengan simulasi secara transient, kemudian dilakukan simulasi multifasa dengan pendekatan eulerian-langrangian, dengan fasa padatan dalam bentuk fly ash serta liquid dalam bentuk gas yang mengalir pada sistem tersebut.

Hasil dari simulasi tersebut digambarkan melalui dokumentasi yang sudah dibagi berdasarkan beberapa tinjauan sebagai berikut:

Analisa diameter partikel

1. Tanpa Hopper

2. Dengan Hopper

Melalui hasil ini, dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan hopper, mampu menangkap partikel fly ash pada wadah tertentu. Simulasi yang dilakukan dapat terlihat dari partikel berwarna merah yang mampu ditampung pada wadah tertentu saat melalui jalur tersebut. Partikel dengan ukuran yang lebih kecil, cenderung dapat melanjutkan sampai ke bagian outlet dari economizer hopper tersebut.

---

Analisa tekanan sistem

Pada hasil dari kedua simulasi tersebut, dapat terlihat bahwa tekanan pada bagian outflow semakin besar daripada bagian inlet dari sistem untuk kedua hasil uji coba. Hasil ini dikarenakan adanya perbedaan ketinggian yang terjadi sembari berjalannya fly ash kepada arah outflow tersebut. Tekanan ini diakibatkan karena adanya kecepatan di bagian inlet yang juga bisa mempengaruhi tekanan pada outlet tersebut. Tekanan ini terjadi pada sistem tersebut dan dapat mempengaruhi partikel yang bergerak melalui sistem tersebut. Pengaruh yang terjadi adalah kecepatan sistem tersebut untuk bergerak sepanjang sistem yang akan cenderung lebih cepat seiring dalam semakin besarnya tekanan pada sistem.

---

Analisa kecepatan sistem

Partikel tersebut akan bergerak terus menerus dan ada yang diakibatkan oleh kesetimbangan gaya (bouyancy), sehingga beberapa partikel bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Partikel dengan massa yang lebih besar akan cenderung lebih dahulu, sedangkan yang tidak akan lebih mengalami gaya apung di dalam sistem tersebut. Dapat terlihat bahwa partikel dengan massa yang lebih berat (berdasarkan diameter) lebih dahulu menyentuh hopper (pada bagian dengan ada hopper) dan terjebak di dalam hopper tersebut. Sedangkan untuk yang lebih ringan, dengan kecepatan yang lebih pelan, akan cenderung mengapung dan masih ada kemungkinan bergerak ke bagian outlet dari sistem tersebut.

Analisis CFD dalam Simulasi Cyclone Seperator

Validasi

---

Verifikasi

Sinopsis Tugas Besar Aplikasi CFD

Validasi

---

Verifikasi