studi numerik variasi turbulensi model pada...
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIRKONVERSI ENERGI
STUDI NUMERIK VARIASI TURBULENSI MODEL PADA ALIRAN FLUIDA MELEWATI SILINDER TUNGGAL YANG DIPANASKAN (HEATED CYLINDER)
Syaiful Rizal2112105036
Vivien Suphandani Djanali, ST.,ME.,PhDDosen Pembimbing :
Pemahaman tentang aliran yang berada di sekitar bluff bodyPenelitian tentang pengaruh thermal terhadap gaya buoyancy yang timbul pada aliran fluida melintasi silinder yang dipanaskan Aplikasi dari aliran fluida yang melintasi silinder dalam dunia industri
LATAR BELAKANG
PENELITIAN TERDAHULU
Katsumori Hatanaka dan MutsutoKawahara (1995)
Domain model
HASIL PENELITIAN
Vortex shedding disekitar heated cylinder: a). streaklines, b). streamlines, c). isotherms
PENELITIAN TERDAHULU
Re=100, Ri=0Re=100, Ri=0.5
Re=100, Ri=1.0
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
Re=100, Ri=-0.5 Re=100, Ri=-1.0
dengan nilai Ri yang meningkat mulaidari Ri = 0.0 sampai 1.0, von karmanstreet dibelakang silinder menghilangdan aliran mulai steady dengan duavortices yang simetris.
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Gangguan pada von karmanstreet terjadi sekitar Ri= 0.15
•Titik separasi dari kedua sisipermukaan silinder bergeser kebelakang
PENELITIAN TERDAHULU
A.A. van Steenhoven, dan C.C.M. Rindt (2003)
Re=100 dengan variasi Ri=0 dan Ri= 1.5
•(Ri<1), vortex street membentukdefleksi negatif•(Ri>1), transisi alirannya lebih cepatmuncul berupa struktur 3D•mushroom type vortex street
PENELITIAN TERDAHULU
H. Hu dan M. M. Koochesfahani(2010)
Re=135dengan variasi Ri=0 -1.04
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Re yang konstan dan nilai Riyang relatif kecil (Ri<0,31) pembentukan vortex yang terjadi tidak jauh berbedadengan nilai Ri = 0 (unheated cylinder)•Wake clousure length meningkat seiring meningkatnyanilai Ri
HASIL PENELITIAN
PENELITIAN TERDAHULU
•Richardson Number meningkatmaka nilai rata-rata NusseltNumber akan menurun secaralinier
PENELITIAN TERDAHULU
Matthieu Boirlaud et al
•karakteristik sepertistruktur mushroom padawake dibelakang silinder•interaksi yang kuatantara buoyancy denganinersia yang bekerja padaaliran fluida.
Re=1000 dengan variasiRi=0 dan Ri=2.77U∞ = 0.3 m/s
PENELITIAN TERDAHULU
Penelitian Md. Mahbubar Rahmanet al
k-omega SST memilikinilai Strouhal Number yang paling mendekatieksperimen untuk setiapkasus kemudian diikutioleh Realizable k-ε danyang paling jauh dari hasileksperimen adalahturbulensi model k-ε standart.
PERUMUSAN MASALAH
KarakteristikAliran
Turbulensimodel terbaik
Re=1000
Aliran melintasisilinder yang dipanaskan
VariasiTurbulensimodel
Re=135
Ri=0 danRi=1
Ri=0 danRi =2.77
BATASAN PENELITIAN
Disimulasikan dengan bantuan perangkat lunak Fluent 6.3.26
• Fluida yang dipakai adalah air untuk Re =135 danudara untuk Re = 1000 dengan kondisi unsteadyflow, incompressible flow, uniform flow pada sisiinlet
Inlet Velocity Inlet
Outlet outflow
Silinder Isothermal wall
METODE PENELITIAN
Langkah – Langkah Di FluentGRID
Domain simulasi numerik silinder sirkular tunggal pada kasus Re =135
Domain simulasi numerik silinder sirkular tunggal pada kasus Re =1000
METODE PENELITIAN
PEMILIHAN MODEL
Langkah – Langkah Di Fluent
• Pemodelan yang digunakan adalah Unsteady Pressure based dengan viscous model laminar ,turbulen Standart k-є, Standart k-ω
BOUNDARY CONDITIONS
• Inlet merupakan sisi aliran datang, yang inputannya berupa beban kecepatan sebesar 0.026 m/s untuk kasus Re=135 dan kecepatan 0.3 untuk kasus Re=1000. Sedangkan outlet berupa Outflow.
METODE PENELITIAN
SOLUTION
Langkah – Langkah Di Fluent
• Kriteria konvergensi ditetapkan sebesar 10-6, artinya proses iterasi dinyatakan telah konvergen setelah residualnya mencapai harga di bawah 10-6
POST PROCESSING
• Hasil visualisasi berupa tampilan kontur kecepatan, vektor kecepatan, pathlines velocity dan profil kecepatan utuk data kualitatif , dan nilai Nu, koefisien Drag untuk data kuantitatif.
METODE PENELITIAN
Parameter pemodelan simulasi
URUTAN LANGKAH PENELITIAN
Pembuatan Model 3D
Tidak Tidak
YaYa
Ya Ya
Pembahasan dan Kesimpulan
SELESAI
Komparasi 2D-3D dan pemilihan dimensi model uji
Variasi turbulen model
Post processing
Tidak
Menentukan daerah analisa
Penentuan Model, Kondisi Batas Inlet dan Outlet
Memeriksa kualitas mesh
Meshing pada Domain
Pembuatan Model 2D
Pelaksanaan Proses Iterasi
Konvergensi Tercapai
Grid Independensi
Tidak
Menentukan daerah analisa
Penentuan Model, Kondisi Batas Inlet dan Outlet
Memeriksa kualitas mesh
Meshing pada Domain
Pelaksanaan Proses Iterasi
Konvergensi Tercapai
Grid Independensi
Studi Literatur
MULAI
Menampilkan HasilMenampilkan Hasil
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
ALOKASI WAKTU
TERIMA KASIH