Studi Pengaruh Kualitas Grid Terhadap Hasil Simulasi

Tidak semua grid atau mesh yang rapat, kecil-kecil berdampak bagus pada proses simulasi CFD, salah penempatan grid, ujung-ujungnya tambah lama proses iterasi berlangsung, apalagi kalau kita berkeja dengan komputer yang resourcenya terbatas, namun perlu diingat kualitas mesh/grid berpengaruh besar terhadap kualitas dari hasil simulasi CFD, tapi tidak semua tempat membutuhkan kerapatan grid yang kecil.
meshing dengan kualitas bagus dapat meningkatkan akurasi dari hasil simulasi, dan hasil konvergensi saat iterasi berlangsung,

ilustrasi sederhana diatas memperlihatkan perbedaan maksud grid pada kondisi fisik dan grid pada kondisi perhitungan komputer, dalam kondisi fisik, kita dapat mengatur daerah mana yang harus mempunyai grid banyak, rapat dan daerah mana yang renggang, sedangkan pada kondisi perhitungan komputer, grid tersebut dihitung berdasar kan jumlah i dan j nya, jadi semakin banyak jumlah cell tentunya semakin besar beban kerja komputer. oleh karena itu dengan pemahaman fisika yang benar, kita dapat memperkirakan daerah mana yang terjadi perubahan besar, misalnya contact surface, daerah belokan dsb, sedangkan daerah luar dimana diperkirakan perubahan tidak terjadi significant, besar gridnya dapat dibuat lebih besar dan jarang, namun perlu diingat perpindahan perubahan grid harus smooth, agar proses perhitungan dapat konvergen dan tidak terjadi error

gambar diatas memperlihatkan struktur grid yang berbeda di tiap titiknya,  pada daerah yang diperkirakan terjadi perubahan aliran, terutama daerah kontak, free surface dibuat grid yang kecil dan rapat, sehingga setiap perubahan yang terjadi di daerah itu dapat divisualisasikan dengan baik.

Jenis Mesh
secara garis besar dibagi menjadi dua bagian, 2D dan 3D
untuk 2D yang paling sering digunakan adalah quad dan triangle, beberapa jenis mesh yang digunakan dapat dilihat pada gambar berikut

Mesh Design Guidelines
berikut beberapa aturan yang harus diperhatikan untuk mendapatkan hasil simulasi CFD yang bagus
1. dekat dengan boundary layer, kontak layer, gunakan grid yang rapat, misalnya pada contoh di bawah ini

2. Check apakah jumlah grid berpengaruh besar terhadap hasil simulasi, bila ya, gunakan jumlah grid yang lebih kecil, agar perubahan kecil pun dapat terdeteksi, bila jumlah grid tidak berpengaruh besar terhadap hasil simulasi, berarti jumlah grid sudah sesuai.
3. perubahan cell dari yang rapat/kecil ke cell yang besar, diusahakan smooth, kalau perubahan mesh terlalu besar, hal ini akan menyebabkan proses iterasi berlangsung lama, dan hasilnya simulasi kurang bagus.
4. hindari mesh yang membentuk skew, atau tipis panjang dan kurang teratur, misalnya segi empat namun satu sudutnya di dalam, karena hal ini akan menyebabkan error pada proses iterasi, selain itu waktu yang dibutuhkan juga semakin lama.

Posted in: cfd, kualitas grid