Ujian Tengah Semester CFD no. 2e

Analisa Hasil Simulasi Soal no. 2e. Ujian Tengah Semester

Mata Kuliah “Aplikasi CFD”

Dari penurunan persamaan konservasi momentum, diperoleh persamaan seperti berikut:

Persamaan 1 dan 2

yang berlaku untuk aliran di antara dua plat sejajar (aliran pada bidang dua dimensi) pada kondisi:

  1. Aliran tunak
  2. Arah aliran fluida hanya terdapat pada arah x (vektor kecepatan u)
  3. Tidak terdapat pembangkitan aliran, baik untuk vektor kecepatan u ataupun vektor kecepatan v

Dua persamaan atur di atas dapat diturunkan lagi menjadi sebagai berikut, yang dimana persamaan ini akan diverifikasi oleh simulasi yang akan dilakukan dengan mengklarifikasi nilai perbedaan tekanan ( ) pada rentang nilai x ( ) tertentu pada suatu koordinat sumbuy.

Persamaan 3

Dengan menetapkan nilai viskositas dinamik ( ) adalah konstan, yang sebesar 1 kg/ms, serta jarak antara dua plat (h) yang sebesar 0.48 m.

Gambar 1

Dapat diperhatikan pada gambar di atas, draft set – up simulasi yang akan dilakukan dengan L (x) adalah 5 m . Jadi, akan dilakukan simulasi aliran pada dua plat sejajar pada kondisi tunak dengan menetapkan perbedaan tekanan untuk setiap ujungnya.

Dalam menetapkan perbedaan tekanan, dengan asumsi  konstan sebesar 1 kg/ms dan h sebesar 0.48 m, maka persamaan 3 dapat dirubah menjadi,

Persamaan 4

Jadi, dengan  sebesar 5 m, maka  haruslah sebesar -260,42 Pa.

Jika diinginkan aliran mengalir dari kiri ke kanan (PA à PB), maka PA > PB. Maka,

 

Persamaan 5

Dengan menetapkan PB sebesar 101,325 kPa, maka besar nilai PA, untuk menghasilkan aliran laminar – tunak dengan arah aliran hanya pada arah kecepatan vector u tanpa adanya olakan dan pembalikan arah kecepatan, haruslah sebesar 101,58542 kPa.

Pada akhir simulasi, diperoleh distribusi nilai tekanan pada setiap kontrol volume skalar yang dari nilai ini dapat dilakukan verifikasi persamaan 3 dengan mengambil dua nilai tekanan pada interval jarak x tertentu pada suatu koordinat y. Dapat diperhatikan pada gambar 2, 3, dan 4 disttribusi grid pada simulasi (cell i = 0.05dan cell j = 0.01), profil kecepatan, dan profil tekanan total relative.

Gambar 2. Distribusi grid pada simulasi

Gambar 3. Profil kecepatan u (m/s)

Gambar 4. Profil tekanan total relatif

Dapat diperhatikan pada gambar 5 dan 6, nilai tekanan total relative untuk x = 0.025 m dan x = 2.5 m. Dapat diperhatikan pada gambar 6, nilai tekanan pada x = 2.5 m dan y = 2.4 m adalah sebesar 1.015E05 Pa.

Gambar 5. Distribusi tekanan pada x = 0.025 m

Gambar 6. Distribusi tekanan pada x = 2.5 m

Dengan melalui metode analitis, melalui persamaan 4 pada h = 0.24 m, nilai tekanan pada x = 2.5 m dan y = 2.4 m yang adalah sebesar 1.015E05 Pa dapat dievaluasi. Dengan menggunakan besar nilai P1 pada x = 0.025 m dan y = 0.24 m yang adalah sebesar 1.016E05 Pa, maka nilai P2 melalui metode analitis adalah sebagai berikut,

Dari hasil di atas, dapat diperhatikan bahwa antara metode analitis dan simulasi, didapat error yang sangat kecil, yang dimana ini dapat diakibatkan oleh pembagian grid yang kurang optimal. Namun, tetap kiranya besarnya error tersebut masih dapat ditoleransi, dengan error adalah sebagai berikut.

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: