aero komputasi
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Aero Komputasi
1/15
-
8/18/2019 Aero Komputasi
2/15
2
. 2utomobile and &ngine
(. "ndustrial anu+acturing
3. Ci4il &ngineering
5. &n4ironmental &ngineering
6. a4al 2rchitecture
CFD merupakan metode penghitungan, memprediksi, dan pendekatan
aliran +luida secara numerik dengan bantuan komputer atau metode penghitungan
dengan sebuah kontrol dimensi, luas dan 4olume dengan meman+aatkan bantuan
komputasi komputer untuk melakukan perhitungan pada tiaptiap elemen
pembaginya. Dimana aspek +isik dari setiap aliran +luida diatur oleh tiga prinsip
dasar1
. assa yang dikon4ersikan
(. *ukum kedua ewton /gaya 7 massa 8 percepatan0
3. &nergi adalah kekal.
Prinsipprinsip dasar ini dapat dinyatakan dalam hal persamaan matematika
dasar. Termasuk didalam nya persamaan integral dan di+erensial parsial kemudian
diubah kedalam aljabar yang digunakan untuk memecahkan masalah aliran +luida
engapa CFD sangat penting dalam studi modern dalam memecahkan
berbagai masalah yang berhubungan dengan pergerakan +luida, yaitu 1
. Pengetahuan mendalam
Dalam dunia industri hal ini sangat berguna ketika kita akan membuat
sebuah produk. Dengan analisa CFD kita akan mudah mengetahui dan
-
8/18/2019 Aero Komputasi
3/15
3
melihat dtadata yang dibutuhkan untuk mebuat produk yang e+isien seperti
desain pesawat terbang
(. Pengambilan #eputusan
#ita dapat melakukan test dari model CFD yang kita buat, melihat hasilnya,
dan mengubah 4ariabel4ariabel yang ada hingga didapatkan hasil yangoptimal, dalam waktu yang singkat dengan biaya yang murah.
3. &+isiensi
Desiain dan 2nalisis yang baik dalam aplikasi industri adalah desain yang
memberikan desain cycle yang singkat, biaya yang murah, waktu yang
singkat.
2. Th' (o)'*#i#+ ,-"!io#s of Fli$ %y#"mi&s: Th'i*
%'*i)"!io# " %is&ssio# of Th'i* Physi&"l M'"#i#+ "#$ "
P*'s'#!"!io# of Fo*ms P"*!i&l"*ly /i!"l' !o CF%
A. Models of the Flow (Model dari Aliran Fluid)
Dalam memperoleh persamaan dasar gerakan +luida, +iloso+i berikutselalu diikuti1
. Pilih prinsipprinsip +isika dasar yang tepat dari hukum +isika, seperti1
a. assa yang dikon4ersikan.
b. F 7 ma /hukum kedua ewton0.
c. #ekekalan energi.
(. enerapkan prinsipprinsip +isika untuk model aliran dari +luida.
3. Dari aplikasi ini, mengekstrak persamaan matematika berdasarkan
prinsip +isika tersebut.
-
8/18/2019 Aero Komputasi
4/15
4
2da beberapa model yang dijelaskan sebagai berikut 1
a. Finite Control Volume
Dimana medan aliran +luida pada umumnya diwakili oleh garis
streamline yang dilewati sebuah benda ber4olume dengan panjang
yang terbatas. 9ntuk melihat pergerakan aliran +luida diperlukan
penyelesaian dengan menerapkan +undamental physical priciples
pada +inite control 4olume yaitu bentuk integral dan di+erensial
parsial
b. Infinitesimal Fluid Element
-
8/18/2019 Aero Komputasi
5/15
5
#arena aliran +luida adalah streamline, karena adanya perbedaan
molekul sehingga apa yang terjadi pada aliran +luida dianggap
continuous. Dan menggunakan persamaan di+erensial parsial
B. The Substantial Deriatie (Time !ate of Chan"e Followin" a Moin"
Fluid Element)
:erakan +luida pada sumbu 3 dimensi sesuak denga 4ector i, j dan k.
dan persamaan yang digunakan yaitu1
Persamaan umum yang digunakan yaitu 1
C. The Dier"en#e of the Velo#it$% Its &h$si#al Meanin"
Dimana perbedaan kecepatan dalam persamaan dinamika +luida yaitu1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
6/15
6
o4ing control 4olume used +or the physical interpretation o+ the
di4ergence o+ 4elocity
Persamaan yang digunakan yaitu 1
D. The Continuit$ E'uation
a. Model of the Finite Control Volume Fied in Sa#e
Dimana gambarnya1
Persamaan yang digunakan yaitu 1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
7/15
7
b. Model of an Infinitesimall$ Small Fluid Element Moin" with
the Flow
9nsur cairan ini memiliki massa tetap, tetapi bentuk umum
dan 4olume akan berubah ketika bergerak.
Persamaan yang digunakan yaitu 1
#. All the E'uations Are *ne% Some Maniulations
Dimana ada empat bentuk yang berbeda dari persamaan
kontinuitas, dua dari bentuk itu persamaan integral dua lainnya
adalah persamaan di+erensial parsial. Dua dari persamaan dalam bentuk konser4asi dua lainnya dalam bentuk nonkonser4ati+.
Persamaan yang digunakan yaitu 1
d. Inte"ral ersus Differential Form of the E'uations %
An Imortant Comment
2da perbedaan yang halus antara bentuk integral dan
di+erensial. ;entuk dari persamaan integral memungkinkan untuk
kehadiran diskontinuitas dalam 4olume /Tetap dalam ruang0 tidak
ada alasan matematis yang melekat untuk menganggap
sebaliknya. amun, bentuk dari persamaan di+erensial yang
-
8/18/2019 Aero Komputasi
8/15
8
mengatur mengasumsikan aliran si+at yang terdi+erensiasi, secara
terus menerus.
E. The Momentum E'uation (&ersamaan Momentum)
Pada bagian ini, menerapkan prinsip +isika dasar untuk
menjelaskan aliran +luida yaitu hukum newton ke (, yaitu 1
F 7 m.a
-
8/18/2019 Aero Komputasi
9/15
9
Persamaan akhirnya1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
10/15
10
F. The Ener"$ E'uation (&ersamaan Ener"i)
Pada bagian ini, menerapkan prinsip +isika ketiga yaitu kekekalan
energy. ;erdasarkan penurunan rumusnya didapat persamaan sebagai
berikut 1
Persamaan tersebut menjadi 1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
11/15
11
Persamaan tersebut menjadi 1
Persamaan tersebut menjadi 1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
12/15
-
8/18/2019 Aero Komputasi
13/15
13
-
8/18/2019 Aero Komputasi
14/15
14
b. &ersamaan untu- Inis#id Flow (&ersamaan Euler)
"n4iscid +low is, by de+inition, a +low where the dissipati4e,
transport phenomena o+ 4iscosity, mass di++usion, and thermal
conducti4ity are neglected. aka diperoleh persamaan sebagai
berikut1
-
8/18/2019 Aero Komputasi
15/15
15