User:Luthfi Aldianta

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُ

Luthfi Aldianta.Mahasiswa S1 Teknik Mesin.Fakultas Teknik Universitas Indonesia

BIODATA DIRI

Nama : Luthfi Aldianta

NPM : 1806181804

Program studi : Teknik Mesin

Tempat Tanggal Lahir : Medan 22 April 2000


Pertemuan Mekanika Fluida 1 : 31 Maret 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. pada pertemuan mekanika fluida hari ini di berikan materi aliran viskositas dan simulasi aliran tersebut dari software CFD. Materi aliran viskositas divisualisasikan persamaan dan aliran viskositas memiliki aliran di mana kekentalan diperhitungkan. Keadaan ini menyebabkan timbulnya tegangan geser antara patikel zat cair yang bergerak dengan kecepatan berbeda. Dalam materi aliran viskositas juga terdapat bilang reynold yaitu rasio inersia fluida berbanding gaya viskositas.

                                                 F = η x A x v / L


Pejelasannya:

F = Gaya (N)

A = Luas Keping yang berkaitan dengan Fluida (m²)

v = Kelajuan Fluida

L = Jarak antar Keping

η = Koefisien Viskositas (Kg)


dan nilai dari bilangan Reynold untuk beberapa aliran.

- Aliran laminer terjadi bila bilangan Reynold ( Re ) < 2200

- Aliran transisi terjadi bila bilangan Reynold ( Re ) adalah = 2200

- Aliran turbulent terjadi bila bilangan Reynold ( Re ) > 2200


Berikut merupakan summary dari pertemuan hari ini dan dokumentasi dari simulasi CFD-SOF.

Simulasi CFD-SOF

Dalam simulasi dibuat geometri berbentuk box dan ukuran dimensi yang menggunakan sumbu x,y,z. Simulasi tersebut terbagi atas penentuan base mesh, generate mesh, check mesh, simulation model, fluid properties , dan boundary condition.

Gambar geometri "box" dari CFD-SOF

Tahap berikutnya yaitu dengan aplikasi Paraview bagian dari CFD-SOF untuk penentuan nilai p pada area geometri, dimana pada hasil simulasi terdapat sebaran area yang berubah dari besar - kecil. Area inlet mendapat pressure terbesar dan berangsur mengecil sampai outlet. Hal tersebut karena pengaruh inlet sebagai daerah entrance region dan berangsur berkurang pressurenya karena menuju outelet terjadi pressure drop.

Gambar area hasil simulasi untuk referensi p

Grafik dari hasil simulasi dengan hubungan momentum residual vs waktu, dengan 65 iterasi yang dihasilkan. Run time dibuat mengikuti number of iterations yaitu 1000.

Gambar area hasil simulasi untuk referensi U

Kemudian hasil simulasi dalam penentuan besaran area dari nilai p menjadi U dengan hasil relatif konstan sepanjang area.

Gambar grafik aliran viskositas simulasi CFD-SOF


Materi Tambahan Aliran Viskositas

Pertemuan hari ini terdapat beberapa pertanyaan tambahan mengenai aliran viskos yang diberikan sebagai berikut.

Pertanyaan:

1. Apa itu entrance region/aliran masuk?

2. Apa itu fully developed flow/aliran berkembang sempurna?

3. Apa itu entrance length?

4. Apa pengaruh viskositas? dan pengaruh pressure drop dalam pipa?

5. Bagaimana cara menghitung pressure drop suatu aliran dalam laminar/turbulen?

Jawaban

1. Apa itu entrance region/aliran masuk?

Area pintu masuk saluran mikro sesuai dengan bagian saluran di mana kecepatan dan atau suhu tidak sepenuhnya berkembang. Hal ini bergantung pada kondisi di pintu masuk dan di mana lapisan batas meningkat hingga mengisi seluruh bagian melintang pipa.

2. Apa itu fully developed flow/aliran berkembang sempurna?

Aliran yang berkembang sempurna terjadi ketika efek viskos akibat tegangan geser antara partikel fluida dan dinding pipa menciptakan profil kecepatan yang berkembang sepenuhnya. Agar hal ini terjadi, fluida harus berjalan melalui pipa lurus. Selain itu, kecepatan fluida untuk aliran yang berkembang penuh akan berada pada titik tercepat di garis tengah pipa (persamaan 1 aliran laminar)

3. Apa itu entrance length?

Entrance length adalah jarak yang ditempuh aliran setelah memasuki pipa sebelum aliran berkembang sepenuhnya, untuk mencapai kecepatan maksimum bagian penampang 99% dari besaran yang dikembangkan sepenuhnya ketika aliran yang masuk seragam.

4. Apa pengaruh viskositas? dan pengaruh pressure drop dalam pipa?

- Viskositas sendiri dapat diartikan kepekatan fluida yang dapat menjelaskan besar kecil sentuhan dalam fluida. Dalam pipa semakin besar viskositas semakin sulit fluida dalam pipa untuk bergerak.

- Sebagai contoh jika fluida berupa air dan oli dialirkan dalam suatu pipa, maka air akan lebih cepat mengalir karena viskositas air lebih kecil dari oli dan molekul air yang bersentuhan dengan area pipa lebih cepat mengalir.

- Pressure drop dideskripsikan penurunan tekanan dari satu titik dalam sistem contohnya pipa ke titik lain yang memiliki tekanan lebih rendah. Dalam aplikasinya pada pipa pressure drop meningkat sebanding dengan gesekan dalam jaringan pipa, begitupun sebaliknya.

5. Bagaimana cara menghitung pressure drop suatu aliran dalam laminar/turbulen?

                                                     ΔP = f.1/2.l/D.ρ.V^2  
                                                           f = 64/Re
                                                        ΔP = λ l/2D ρV^2

Keterangan :

ΔP = Pressure drop (perbedaan tekanan) (Pa)

l = Panjang pipa pengukuran tekanan (m)

D = diameter pipa (m)

ρ = Densitas fluida (kg/m^3)

V = Kecepatan aliran fluida (m/s)

Re = Bilangan Reynold : Laminar (<2100) Turbulen (>2100)


Pertemuan Mekanika Fluida 2 : 1 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. pada pertemuan hari ini Pak Dai memberikan materi mengenai konservasi apa saja yang terdapat pada mekanika fluida diantaranya konservasi massa, konservasi momentum, dan konservasi energi. Istilah konservasi sendiri adalah apabila suatu benda dapat bergerak dengan adanya suatu energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep). Konsep konservasi tersebut diaplikasikan kepada massa, momentum, serta energi pada mekanika fluida. berikut persamaan untuk konservasi - konservasi tersebut.

Rumus konservasi luthfi.png

dari persamaan tersebut dapat diturunkan untuk mendapatkan persamaan naviar stoke, persamaa naviar stoke sendiri dapat diaplikasikan pada aliran laminar sebagai contohnya. Materi hari ini Pak Dai juga menjelaskan mengenai entrance region yaitu aliran masuk fluida tetapi belum sepenuhnya berkembang, kemudian fully developed flow yaitu aliran fluida yang telah memiliki kecepatan berkembang sepenuhnya pada pipa sebagai contoh, entrance length yaitu jarak yang ditempuh suatu fluida setelah memasuki inlet sebelum berkembang sepenuhnya. Berikut skema pada suatu aliran fluida.

Entrance region luthfi.jpg

Hari ini bang Edo juga memberikan tutorial pada Paraview untuk menghasilkan grafik yang lebih halus pada hasil simulasi aliran pipa, dengan cara memperbanyak grid pada bagian base mesh. Pada bagian geometri tetap sama seperti simulasi yang sebelumnya sudah dilakukan, tetapi pada bagian divisi dirubah dari sebelumnya 10 menjadi 100. Dimana terlihat grid – grid pada permukaan geometri bentuk tersebut lebih banyak dan rapat.

Grid luthfi.png

Setelah dilakukan run solver maka tahap selanjutnya beralih ke Paraview dan didapati untuk pressure dan velocity tidak berbeda dari sebaran area yang terdampak dari 10 divisi. Tapi terdapat perubahan grafik pada plot over line dimana grafik menjadi bentuk parabola yang lebih halus dan tidak terdapat sudut pada grafik.

Paraview luthfi.png

Hari ini bang Edo juga memberikan materi bagaimana simulasi pressure drop menggunakan CFD – S0F. Data dari simulasi yang telah ada digunakan kembali melalui software Paraview, dengan menggunakan tools calculator di hitung p static, p dynamic, dan p total pada area dari plat yang digunakan. Dari hasil perhitungan calculator, tahap selanjutnya adalah menentukan slice dari area plat. Digunakan area pada jarak 0,5 dan 0,3 pada area plat. Setelah melakukan slice dilakukan integrate variable dalam menentukan hasil pressure drop masing – masing area yang di slice.

Pressure drop 1 luthfi.png

Hasil dari selisih p total menjadi nilai dari pressure drop pada dua bagian yang di slice, terjadi perubahan p total dari 0,0063 menjadi 0,0062 dengan begitu terjadi pressure drop sebesar 0,0001 pada plat dengan area slice tersebut.

Selain itu Pak Dai juga memberikan latihan mengenai kasus aliran incompressible laminar flow untuk disimulasikan pada CFD-SOF dengan gambaran kasus sebagai berikut.


Pertanyaan luthfi.jpg

Berikut merupakan hasil jawaban dari soal yang diberikan.

Jawaban luthfi 1a.png
Data luthfi 1.png
                                    Pada kondisi kecepatan 0.01 m/s dan viskositas dinamik 4.10^-5 kg/m^3
Jawaban luthfi 1a.1.png
Data luthfi 2.png
                                    Pada kondisi kecepatan 0.01 m/s dan viskositas dinamik 10^-5 kg/m^3
Jawaban luthfi 1b.png
Data luthfi 3.png
                                    Pada kondisi kecepatan 0.04 m/s dan viskositas dinamik 4.10^-5 kg/m^3


Pertemuan Mekanika Fluida 3 : 7 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Mata kuliah hari ini diberikan materi oleh Pak Dai yaitu mengenai analytic solution for laminar flow. Dalam materi ini dijelaskan persamaan - persamaan dalam menjawab persoalan dan konsep mengenai aliran laminar. Berikut adalah penjabarannya.

Laminar flow through the parallel- plate analytical sol 1.png

Dalam pembahasan materi hari ini Pak Dai juga menjelaskan mengenai pengaruh dari viskositas dan kecepatan aliran dalam memengaruhi atau merubah nilai dari fully developed flow dan entrance length. Hari ini Pak Dai juga menjelaskan mengenai bilangan Reynold, ialah perbandingan antara inertia force dan friction force, serta bilangan Reynold mempengaruhi bentuk aliran, dimana bilangan Reynold yang kecil cenderung mengarah ke aliran laminar begitupun sebaliknya mengarah ke aliran turbulen.

                                                     Re = Inertia Force/Friction Force

Berikut adalah lampiran soal untuk dikerjakan dalam simulasi CFD-SOF dan solusi analytic yang telah disampaikan dan didiskusikan Bersama dalam kelas hari ini.

Soal 8.2.jpg


Pertemuan Mekanika Fluida 4 : 8 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. pertemuan hari ini Pak Dai memberikan materi mengenai pembahasan soal - soal dari buku munson dan didiskusikan pembahasannya. Pak Dai sebelumnya membahas mengenai bilangan Reynold yang menyebabkan terdapat aliran laminar dan turbulen, aliran laminar memiliki karakteristik kecepatan sama dan arah aliran teratur, sedangkan pada aliran turbulen arah tidak teratur. Contoh dari aliran turbulen yaitu pada sayap pesawat dimana pressure berubah secara tiba - tiba.

Pada soal 8.4, dimana terdapat lapisan - lapisan pada viskositas pada aliran. Dalam soal tersebut dimana terdapat pertanyaan a yang menerangkan mengenai ketebalan wall shear stress pada suatu aliran, dimana dalam mencarinya menggunakan pressure drop dan persaman pada buku munson Eq. 8.5. Kemudian pertanyaan b yaitu menentukan kecepatan pada centerline, dalam persoalan berikut aliran terkait dengan shear stress pada area pipa. Pada bagian area alira dekat dinding, maka shear stress akan menjadi besar sehingga mengurangi kecepatan aliran, maka pada centerline shear stress kecil sehingga kecepatan lebih besar. Selanjutnya pertanyaan c yaitu menghitung rasio dari aliran laminar dan turbulen pada aliran fluida. Berikut pembahasan secara perhitungan.

Turbulent Pipe Flow Properties.png

Pertemuan Mekanika Fluida 5 : 14 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pada pertemuan hari ini Pak Dai memberika quiz 1, dimana quiz tersebut membuat artikel berdasarkan soal - jawab yang telah tersedia di main page. Artikel tersebut berjumlah enam dan hasilnya sebagai berikut.

Artikel 1 : Aliran Laminar dan Pengaruh terhadap Wind Tunnel

Aliran laminar adalah aliran fluida dimana fluida melewati saluran secara teratur atau lancar. Hal ini berbeda dengan aliran turbulen, di mana cairan melewati pencampuran dan fluktuasi yang tidak teratur. Tekanan, kecepatan dan properti lainnya dalam fluida tetap konstan dalam aliran laminar. Pada permukaan horizontal, aliran laminar dengan simulasi CFD – SOF memiliki karakteristik arah aliran sejajar dengan dinding dari benda yang dialiri.

Pada kecepatan rendah, cairan cenderung mengalir tanpa lateral yang pencampuran, tidak ada cross-arus tegak lurus terhadap arah aliran, atau pusaran atau gumpalan cairan. Dalam aliran laminar, gerakan partikel cairan yang sangat teratur dengan semua partikel bergerak dalam garis lurus sejajar dengan dinding pipa . aliran laminar sendiri memiliki karakteriskin kecepatan yang rendah dibandingkan aliran turbulen yang lebih bergejolak.

Wind tunnel alat yang digunakan dalam penelitian aerodinamika penelitian untuk mempelajari efek dari udara yang bergerak melewati benda padat. Sebuah terowongan angin terdiri atas bagian tubular dengan objek yang diuji dipasang di tengah.

Udara digerakkan melewati objek dengan sistem kipas atau sistem lain yang kuat. Objek uji, sering disebut terowongan angin, diiinstrumentasikan dengan sensor-sensor yang cocok untuk mengukur gaya-gaya aerodinamika, distribusi tekanan, atau karakteristik-karakteristik lainnya yang berkaitan dengan aerodinamik

Aliran laminar yang dikenakan pada objek di wind tunnel akan memberikan gambaran aerodinamis dari aliran fluida.

Artikel 2 : Perbedaan Jenis Viskositas Dinamik dan Pengaruhnya terhadap Entrance Length serta Kecepatan Fluida

Pada aliran suatu aliran fluida baik cairan atau gas terdapat berbagai jenis, hal tersebut mempengaruhi viskositas tentunya. Viskositas sendiri pada fluida cair dihasilkan oleh gaya kohesi antar molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas muncul sebagai akibat tumbukan antar molekul gas. Viskositas dinamik berarti fluida tersebut dialirkan dalam suatu area yang dimana satu jenis viskositas dan viskositas lain memiliki properti dan karakteristik berbeda ketika dialirkan. Dalam teorinya persamaan dalam menghitung viskositas seperti berikut.

                                                         F = η A x v / L

Keterangan:

F = Gaya (N)

A = Luas Keping yang bersentuhan dengan Fluida (m²)

v = Kelajuan Fluida

L = Jarak antar Keping

η = Koefisien Viskositas (Kg)

Pada persamaan tersebut terlihat hubungan antara jenis viskositas yang digunakan mempengaruhi kecepatan dari aliran fluida, lebih tepatnya berbanding terbalik. Dalam pengaplikasian pada kehidupan sehari – hari seperti cairan berupa air dan raksa. Air memiliki viskositas 1 x 10^-3 N/m^2 sedangkan raksa 1.59 x 10^-3 N/m^2. Viskositas raksa lebih besar dari viskositas air, maka raksa akan mendapatkan kecepatan aliran fluida lebih kecil dari air sesuai persamaan diatas jika asumsi semua variable lain sama.

Dalam pengertian lain viskositas adalah kekentalan dari fluida dimana hal tersebut menyebabkan tegangan geser saat fluida dialirkan. Tegangan geser ini sebanding dengan besarnya viskositas fluida, dampak dari semakin bertambahnya tegangan geser akan mempengaruhi kecepatan dari fluida itu sendiri. Kemudian hubungannya dengan entrance length adalah jarak untuk suatu aliran fully developed semakin panjang karena kecepatan fluida tidak dapat mengalir sesuai tekanan atau gaya yang diberikan karena terpengaruh tegangan geser.

Artikel 3 : Pengaruh Aliran Turbulen dalam Transport Massa

Aliran turbulen adalah aliran fluida yang partikel-partikelnya bergerak secara acak dan tidak stabil dengan kecepatan berfluktuasi yang saling interaksi. Akibat dari hal tersebut garis alir antar partikel fluidanya saling berpotongan. Turbulen mentransport partikel-partikel dengan dua cara:

- Dengan penambahan gaya fluida

- Penurunuan tekanan lokal ketika pusaran turbulen bekerja pada suatu area

Dalam aliran turbulen, mekanisme konduksi diubah dan dibantu oleh banyak sekali pusaran-pusaran (eddies) yang membawa gumpalan- gumpalan fluida melintasi garis aliran. Partikel-partikel ini berperan sebagai pembawa energi atau massa dan memindahkan dengan cara bercampur dengan partikel fluida tersebut. Ketika aliran turbulen, partikel menunjukkan gerakan melintang tambahan yang meningkatkan laju pertukaran energi dan momentum di antara mereka sehingga meningkatkan perpindahan panas dan koefisien gesekan .

Penerapan dari transport massa tersebut seperti pada penggerusan pasir di sungai, hal tersebut disebabkan karena karakteristik dari aliran turbulen yang memiliki beragam kecepatan dan terjadi gesekan dengan kekasaran permukaan bawah sungai.

Artikel 4 : Orifice Meter dalam Menentukan Kehilangan Aliran Fluida

Orifice meter adalah satu set alat yang diletakan di suatu pipa untuk menghambat aliran fluida dan menimbulkan pressure drop. Pengukuran laju aliran didapat dari perbedaan tekanan karena adanya pressure drop tersebut. Metode pengukuran ini disebut inferential atau rate meter. Jadi tidak langsung mengukur quantity fluida.

Orifice meter digunakan untuk mengetahui material balance suatu proses, sehingga dapat menghitung losses atau gain yang timbul. Alat ukur yang paling penting adalah alat ukur aliran (flowmeter), karena menyangkut perhitungan laba rugi perusahaan, pajak dan royalty. Orifice meter adalah salah satu alat ukur standar untuk pengukuran aliran liquid dan gas, karena biayanya tidak mahal, dan dapat melayani kapasitas aliran yang kecil ataupun besar dengan ketelitian yang cukup tinggi.

Fluida yang dihitung adalah fluida alir yang masuk kedalam flow meter. Jenis orifice meter yang banyak dipakai dan sudah memiliki standar, antara lain berbentuk : concentric, square edge, flange tap orifice meter. Selain orifice plate, Flow nozzle dan venturi tube juga masuk kedalam jenis flow meter ini. Agar dapat dipakai untuk pengukuran, alat ini perlu di kalibrasi secara empiris.

Orifice luthfi.png

Dalam mekanisme kerjanya aliran fluida memasuki lubang kecil (orifice ) dan terjadi perubahan tekanan ketika memasuki orifice dan setelah melewati orifice. Untuk menentukan beda tekanan yang terjadi digunakan alat ukur yaitu merqury float.

Artikel 5 : Pengaruh Area Aliran Fluida terhadap Kecepatan Aliran Fluida

Pada aliran laminar dan dialirkan fluida, aliran tersebut akan memasuki daerah inlet dan setelah melewati entrance length, aliran fluida akan mengalami fully developed. Dalam percobaan simulasi dengan cfd – sof daerah aliran fluida mengalami perbedaan bergantung seberapa dekat dengan dinding dari fluida yang dilewati.

Hal tersebut karena pada kecepatan di tengah aliran itu shear stress lebih kecil dari pada bagian aliran yang lebih dekat dengan dinding. Hal tersebut menyebabkan kecepatan pada aliran tengah pipa menjadi lebih besar dan area dekat dinding aliran mengalami pengurangan kecepatan.

Berdasarkan profile distribution aliran kecepatan seperti berikut.

Velocity profile luthfi.jpg

Analisa dari aliran pipa dan distribus kecepatannya memperlihatkan semakin mendekati dinding dari benda fluida yang dialiri akan mengecil hingga mendekati nol. Untuk area yang berjarak paling jauh dari dinding akan mencapai kecepatan sesuai yang diberikan kepada aliran.

Dalam hal ini kecepatan aliran fluida sejajar dan memiliki komponen kecepatan Vx tidak nol, sedangkan komponen kecepatan Vy dan Vz sama dengan nol. Aliran air akan tampak bergaris yang membentuk segitiga dimana puncak segitiga berada ditengah saluran atau sumbu dari benda aliran fluida.

Artikel 6 : Proses Transisi Aliran Laminar dan Turbulen

Dalam dinamika fluida, proses aliran laminar menjadi turbulen dikenal sebagai transisi laminar-turbulen. Transisi karakterisasi parameter utama adalah angka Reynolds. Transisi sering digambarkan sebagai proses yang berjalan melalui serangkaian tahapan. "Aliran transisi" dapat merujuk pada transisi di kedua arah, yaitu aliran transisi laminar-turbulent atau turbulent-laminar. Proses ini berlaku untuk aliran fluida apa pun, dan paling sering digunakan dalam konteks lapisan batas

Lapisan batas dapat beralih ke turbulensi melalui sejumlah jalur. Jalur mana yang direalisasikan secara fisik tergantung pada kondisi awal seperti amplitudo gangguan awal dan kekasaran permukaan. Tingkat pemahaman masing-masing fase sangat bervariasi, mulai dari pemahaman yang hampir lengkap tentang pertumbuhan mode primer hingga kurangnya pemahaman tentang mekanisme by pass.

Laminar turbulent luthfi.png

Tahap awal dari proses transisi dikenal sebagai fase Receptivity dan terdiri dari transformasi gangguan lingkungan - baik akustik (suara) dan vortikal (turbulensi) - menjadi gangguan kecil di dalam lapisan batas. Mekanisme yang menyebabkan gangguan ini bervariasi dan termasuk bunyi freestream dan / atau turbulensi yang berinteraksi dengan kelengkungan permukaan, diskontinuitas bentuk dan kekasaran permukaan.

Kondisi-kondisi awal ini kecil, seringkali merupakan gangguan yang tidak dapat diukur terhadap aliran keadaan dasar. Dari sini, pertumbuhan gangguan ini tergantung pada sifat gangguan dan sifat kondisi dasar. Sejumlah percobaan dalam beberapa dekade terakhir telah mengungkapkan bahwa luasnya daerah amplifikasi, dan karenanya lokasi titik transisi pada permukaan tubuh, sangat tergantung tidak hanya pada amplitudo dan / atau spektrum.


Pertemuan Mekanika Fluida 6 : 15 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pada pertemuan hari ini Pak Dai memberikan materi mengenai minor losses, minor losses dapat terjadi pada valve, bends , tees, dan lainnya. Minor losses dapat disebabkan karena adanya perubahan geometri dari benda yang dialiri fluida. Minor losses juga berhubungan dengan pressure drop dimana pressure drop adalah indikasi hal tersebut. Metode atau persamaan yang digunakan dalam menentukan pressure drop yaitu dengan loss coefficient dan perhitungan dalam mencari head loss. Head loss sendiri adalah penurunan tekanan pada fluida yang mengalir, dengan persamaan sebagai berikut.

Loss coeff luthfi.jpg

Pak Dai juga menjelaskan mengenai peristiwa separated flow yang terjadi pada aliran fluida dimana peristiwa tersebut menyebabkan aliran fluida mengendap dan akibatnya terdapat volume fluida yang terbagi - bagi pada aliran. Kemudian dengan menggunakan guide vanes sebagai solusi dalam mencegah terjadinya seperated flow, berikut merupakan ilustrasi dari peristiwa tersebut.

Seperated flow luthfi.jpg

Dimana dapat dilihat nilai loss coefficient berubah dari 1,1 menjadi 0,2

Pertemuan hari ini Pak Dai memberikan konsep mengenai daya dengan persamaan.

                                                            P = F . V

kemudian rumusan mengenai konversi energi.

                                                          dE/dt = Q + W

Persamaan bernoulli dan diturunkan untuk mendapatkan persamaan tekanan statis, tekanan dinamis, dan head pressure.

                                                    P + 1/2pv^2 + ρ.g.h = konstan

dan Pak Dai memberikan beberapa tugas untuk berdiskudi mengenai materi minor losses dan soal - jawab 8.6 sebagai berikut.

Minor losses 4.png
Minor losses 5.png

Kemudian membuat hasil simulasi dengan CFD - SOF mengenai secondary flow di fittings (bebas: reducer, elbow, Valve dll)

Berikut hasil dari simulasi tersebut.

Pipa luthfi 1.png
                                                    Pipa dari software solidworks
Paraview luthfi 1.png
                                                   Hasil paraview dari secondary flow
Slice luthfi 1.png
                                        Hasil slice pada 0.15mm pada integrate variabel dan grafik
Slice luthfi 2.png
                                        Hasil slice pada 0.2mm pada integrate variabel dan grafik

Pertemuan Mekanika Fluida 7 : 21 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Hari ini Pak Dai memberikan kesempatan bagi bang Agil m'16 untuk menyampaikan materi dari skripsi beliau mengenai konversi energi air ke mekanikal energi. Konsep tersebut adalah gaya yang ditimbulkan oleh air menyebabkan gerakan blade turbin air akibat perubahan momentum. Dengan energi kinetik menyebabkan perubahan momentum dan energi potensial terjadi karena perbedaan ketinggian H.

Pertemuan Mekanika Fluida 8 : 22 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Hari ini Pak Dai memberikan kesempatan untuk menjelaskan konsep kontribusi di air.eng.ui.ac.id masing - masing dari mahasiswa. Penulis mendapatkan kesempatan untuk menjelaskan konsep yang sudah cukup dipahami mengenai perbedaan jenis viskositas dan pengaruhnya terhadap entrance length dan fully developed. Dengan persamaan F = η A x v / L

Pada persamaan tersebut terlihat hubungan antara jenis viskositas yang digunakan mempengaruhi kecepatan dari aliran fluida, lebih tepatnya berbanding terbalik. Dalam pengaplikasian pada kehidupan sehari – hari seperti cairan berupa air dan raksa. Air memiliki viskositas 1 x 10^-3 Ns/m^2 sedangkan raksa 1.59 x 10^-3 Ns/m^2. Viskositas raksa lebih besar dari viskositas air, maka raksa akan mendapatkan kecepatan aliran fluida lebih kecil dari air sesuai persamaan diatas jika asumsi semua variable lain sama.

Hari ini Pak Dai juga memberikan tugas besar dengan deadline hingga seminggu sebelum UAS untuk membuat makalah mengenai aliran fluida internal atau external flow. Untuk penjelasan sederhana mengenai internal dan external flow, dapat dicontohkan dengan.

- Internal flow : aliran fluida pada suatu pipa

- External flow : aliran fluida melewati bodi mobil

Pertemuan Mekanika Fluida 9 : 28 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pada pertemuan hari ini Pak Dai memberikan kesempatan kembali bagi mahasiswa untuk menunjukan kontribusi di wiki page masing - masing dan memilih satu artikel untuk dijelaskan pada kelas. Kemudian Pak Dai memberikan pengantar mengenai materi eksternal flow. Pada aliran eksternal flow terdapat medan aliran yang terjadi pada sekitar benda yang dilewati fluida dan terdapat gradient aliran fluida. Dalam gradient terdapat nilai + dan - yan menandakan gradien naik dan gradien turun.

Pertemuan Mekanika Fluida 10 : 29 April 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pada pertemuan hari ini Pak Dai memberikan penjelasan lebih lanjut mengenai eksternal flow, dimana dalam aplikasi pada sayap pesawat terdapat dua tegangan yaitu

- Tegangan Normal : aliran akan memberikan gaya karena distribusi tekanan dan menyebabkan lift pada pesawat.

- Tegangan Geser : dimana gaya tersebut akan menimbulkan hambatan bagi benda yang dilalui atau drag.

Pak Dai juga menjelaskan mengenai perbedaan dari tegangan normal dan tegangan geser dimana terdapat perbedaan pada arah gaya.

Arah gaya luthfi.png

Kemudian hari ini Bang Edo juga memberikan simulasi pada CFD - SOF mengenai streamline pada eksternal flow dengan aplikasi pada mobil. Berikut tahapan dari simulasi tersebut.

Base mesh luthfi 1.jpg

Dengan menggunakan software solidwork dibuat geometri berbentuk mobil dengan format file stl untuk di import ke CFD-SOF. Setelah itu dibuat mesh pada tengah dari geometri mobil.

Refinement box Jenizhar.jpg
Hasil meshing Jenizhar.jpg

setelah itu dibuat mesh berbentuk box untuk menyelubungi body mobil, hal tersebut bertujuan dalam hasil simulasi streamline dari bagian area mobil yang dilewati aliran fluida berupa udara. Selanjutnya dilakukan generate mesh pada geometri tersebut.

Excel Re Jenizhar.jpg

Langkah selanjutnya menentukan fluid properties, dimana terdapat perubahan yaitu sifat aliran dari laminar menjadi Reynold Average Navier Stokes (RENS). Boundary condition dengan memasukan data seperti gambar diatas.

Detik 0 Jenizhar.jpg
Surface biasa.jpg
Paraview eksternal flow luthfi 3.png

Setelah itu dilakukan running pada tool CFD solve dan didapatkan grafik residual dan analisis aliran fluida pada geometri mobil di software Paraview, berikut hasil running tersebut.

Hasil dari simulasi tersebut terlihat streamline mengalir disekeliling geometri mobil hingga melewati bagian belakang mobil. Dengan menghasilkan dua streamline dari aliran fluida tersebut setelah dilalui mobil.

Tugas Besar: Pengaruh Perbandingan Geometri Nose Cone dalam Mempengaruhi Besar Tekanan dan Drag dari Aliran Udara pada Pesawat

Assalamualaikum Wr. Wb. dalam tugas besar yang diberikan Pak Dai, saya ingin menganalisis aliran fluida dengan aplikasi external flow pada nose cone. Nose Cone pesawat terbang sangat penting untuk terbang. Seperti ujung panah, itu menentukan ke mana pesawat akan pergi. Semua elemen penerbangan tergantung pada menjaga nose cone menunjuk ke arah yang benar.

Nose Cone berperan penting dalam membatasi hambatan di sekitar pesawat. Nose Cone memecah aliran di udara, memungkinkannya mengalir di sekitar badan pesawat dengan cara yang lembut yang tidak akan memperlambatnya. Dengan cara itu, sangat penting untuk geometri dari nose cone dibuat dengan mempertimbangkan kecepatan pesawat dan geometri dari fuselage pesawat yang dilalui aliran fluida.

Nose cone.jpeg
Nose cone luthfi.png
E7C42283-0830-4E44-AA15-4338AB9D3318.png

Nose cone memiliki berbagai bentuk geometri karena kecepatan yang dilalui dapat memberikan dampak kejut pada pesawat, beberapa penilitian mendapatkan hasil bahwa pesawat yang telah melewati kecepatan suara memiliki geometri nose cone lebih bulat dan kecepatan yang beberapa kali lipat diatas kecepatan suara akan memiliki bentuk nose cone lebih runcing, maka dari itu geometri nose cone penting dalam aplikasi dari spesifikasi pesawat dan efisiensi dalam mengurangi drag yang ditimbulkan. Simulasi dengan wind turbine serta CFD adalah beberapa cara dalam melihat pengaruh yang ditimbulkan dari desain geometri nose cone yang digunakan.

Geometri nose cone luthfi 1.png


Geometri nose cone luthfi 2.png

Pertemuan Mekanika Fluida 11 : 5 Mei 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pertemuan hari ini Pak Dai memberikan kesempatan kembali bagi mahasiswa yang belum menjelaskan dan memperlihatkan kontribusi dari wikipage. Pak Dai menekankan dalam alur menjelaskan terbagi menjadi.

1. Soft skill

2. Understanding

3. Analytical skill

Dalam menjelaskan hasil kontribusi di wikipage poin 1 menilai kontribusi secara keseluruhan perkembangan belajar di wikipage masing - masing. Poin 2 menjelaskan artikel yang paling dipahami konsep materinya. Poin 3 analytical skill diperlihatkan berdasarkan materi tugas besar yang dikerjakan untuk dijelaskan masalah yang dibawa dan konsep dalam menyelesaikan masalah tersebut dengan teori mata kuliah mekanika fluida.

Pertemuan Mekanika Fluida 12 : 6 Mei 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Pada pertemuan hari ini Pak Dai memberikan kesempatan kembali bagi mahasiswa yang belum menjelaskan kontribusi dari wikipage nya. Setelah itu Pak Dai memberikan materi mengenai diskusi kelas yaitu “Kenapa saat diameter membesar, pressure drop berkurang?” dan berdasarkan pertanyaan tersebut, penulis memberikan pendapat sebagai berikut.

Pendapat :

Pressure drop terjadi dipengaruhi gaya gesek dari pipa yang dilalui ketika menuju hilir pipa. Dalam menjawab pengaruh diameter dalam pressure drop, dapat dikaitkan dengan kecepatan dari suatu fluida yang mengalir dalam pipa. Kecepatan yang tinggi akan menyebabkan pressure drop yang besar begitupun sebaliknya.

Hal tersebut karena gaya gesek semakin besar seiring cepatnya kecepatan fluida dan semakin kecil ketika kecepatan fluida rendah. Ketika diameter membesar maka dibutuhkan gaya yang lebih besar untuk mengalirkan aliran fluida, karena kecepatan akan berkurang jika diameter menjadi membesar. Maka karena kecepatan berkurang gaya gesek akan menjadi kecil jadi pressure drop akan mengalami penurunan.

Hari ini Pak Dai memberikan lanjutan materi dengan permasalahan yang sama seperti diatas, tetapi dengan penjelasan menggunakan konsep konservasi massa, momentum, dan energi. Materi hari ini diakhiri dengan Pak Dai memberikan format dari makalah tugas besar yang diberikan.

Pertemuan Mekanika Fluida 13 : 12 Mei 2020

Assalamualaikum Wr. Wb. Hari ini Pak Dai memberikan materi mengenai drag force. Drag force sendiri adalah gaya hambat dari aliran fluida yang mengalir mengenai bidang normal x dari benda yang dilalui. Pak Dai menyampaikan persamaan drag sebagai berikut.

                                                        Drag : Dp + Df + Di

Dengan Dp yaitu drag berdasarkan luasan, Df drag berdasarkan friction, dan Di drag berdasarkan secondary flow. Pembahasan materi selanjutnya dari Pak Dai adalah drag pada ujung sayap pesawat. Dimana ketika pesawat melaju, ujung saya pesawat akan mengalami drag yang disebut vortex sehingga dapat menghambat laju pesawat dan memungkinkan terjadi turbulensi. Dalam menyiasati hal tersebut digunakan winglet sebagai solusi untuk mengurangi vortex pada ujung sayap pesawat.

Pak Dai memberikan lanjutan diskusi konsep mengenai aliran fluida yang melewati airfoil. Diskusi yang dibahas adalah mengapa kecepatan di atas airfoil lebih cepat dari bagian bawah?, menyebabkan perbedaa tekanan?, dan faktor apa yang membuat hal tersebut terjadi? Dalam menjelaskan konsep tersebut Pak Dai menjelaskan dengan konservasi yaitu.

                                                            V1.A1 = V2.A2 

dengan keterangan variabel V1 dan A1 untuk bagian atas airfoil dan sebaliknya. Dari penjelasan persamaan tersebut dan dalam peristiwa nyata kecepatan di bagian bawah airfoil lebih rendah dari bagian atas, hal tersebut karena perbedaan ketinggian. Dalam konsep tekanan semakin tinggi tempat dari atas permukaan laut maka semakin rendah tekanan, sehingga kecepatan di bagian atas airfoil memiliki tekanan yang lebih rendah dari bagian bawah.

Kemudian sebagai penutup Pak Dai memberikan arahan untuk memberikan kesempatan bagi mahasiswa berpendapat di grup diskusi WA. dan berikut pemahaman yang penulis ketahui.

Menurut pemahaman yang saya ketahui, airfoil pada aplikasinya akan mendapat angle of attack yang membuat aliran udara akan menabrak airfoil dalam sudut tertentu. Aliran fluida bagian atas airfoil akan menempuh jarak tempuh yang lebih besar dibandingkan bagian bawah, maka aliran fluida bagian atas mengalami percepatan dan kenaikan kecepatan. Hal ini karena waktu yang dibutuhkan oleh aliran fluid untuk sampai bagian ujung airfoil harus sama. Perbedaan kecepatan antara bagian atas dan bawah airfoil menyebabkan perbedaan tekanan, dimana bagian atas airfoil memiliki tekanan lebih kecil dari bagian bawah. Dikaitkan kembali dengan hukum konservasi energi pada mekanika fluida, kecepatan yang bertambah dan tekanan yang berkurang pada bagian atas airfoil menyebabkan terjadi perubahan energi kinetik mejadi lebih besar dibandingkan energi kinetik sebelum aliran udara melewati permukaan atas airfoil. Terima kasih mohon maaf jika terdapat kesalahan dan dapat diberikan saran untuk dikoreksi.