langkah per langkah simulasi aliran perbesaran mendadak

aliran dengan perbesaran mendadak mempunyai karateristik tersendiri, terutama pada bagian kosongnya, nah.. untuk lebih jelasnya silahkan ikuti langkah berikut ini
buka CFDSOFT anda, tentunya harus tersambung dengan koneksi UI, lalu klik file input, atau pada command promp, ketikkan in = input

 

langkah selanjutnya adalah mengatur domain dimensi yang akan digunakan, dalam latihan ini digunakan panjang 10 m dan tinggi 2 m, jumlah cell yang dipakai adalah 100 untuk arah i dan 20 untuk arah j

 

tampilan dari grid yang dipakai adalah sebagai berikut, langkah selanjutnya adalah mengatur jenis grid yang dipakai, atur sedemikian rupa sehingga ukuran yang didesain sesuai untuk aliran perbesaran mendadak, misalnya utuk dua buah pipa dengan diamater berbeda. atur wall 1(warna hijau) dan inlet (warna biru)

kemudian atur wall tersebut, atur input berupa tekanan statik pada input sebelah kanan, sedangkan pada sebelah kiri berikan tekanan statik = 0

 

selanjutnya adalah pengaturan konstantan fiskal,  konstanta yang diatur adalah

- densitas

- viskositas

setelah pengaturan selesai, lakukan iterasi 2000 kali iterasi, hasilnya seperti dibawah berikut

Hasil Simulasi Aliran Perbesaran Mendadak

total tekanan, hasil simulasi menunjukkan terjadi penurunan tekanan yang cukup significant setelah melewati luas dengan penampang lebih besar, hal ini disebabkan karena dengan permukaan yang luas aliran dapat bergerak mengisi volume yang kosong, karena volume ruang lebih besar, tekanan yang terjadi menjadi mengecil, sesuai dengan rumus gas ideal bahwa tekanan berbanding terbalik dengan volume.

kecepatan, begitu juga dengan kecepatan, besarnya kecepatan langsung turun begitu melewati saluran yang lebih besar, tentunya hal ini karena pengaruh hukum kekekalan massa dan momentum, yang patut dilihat adalah adanya aliran dissipative effect karena shock wave.

perhatikan gambar dibawah berikut, adanya aliran balik yang berputar tepat setelah luasan/ volume pada pipa berubah merupakan sifat dari fluida, saat suatu fluida menerima perubahan arah aliran secara mendadak, maka aliran yang semula laminer akan berubah menjadi turbulent, sifat ini juga memperkuat posting sebelumnya tentang fully developt region, bahwa aliran butuh jarak tertentu untuk mencapai daerah tersebut, adanya perbesaran mendadak tersebut menjadikan aliran menerima perubahan mendadak yang menyebabkan arah aliran tidak terkendali.

Bagaimana dengan perubahan secara beraturan ??

dengan cara yang sama diatas, kita mensimulasikan perubahan aliran dengan bentuk yang lebih landai, hasilnya sebagai berikut

tekanan,
dapat kita lihat perubahan tekanan secara kasat mata, sama dengan pada aliran perbesaran mendadak, namun, shockwave effect tidak dapat kita temukan disini.

kecepatan,
shock wave effect yang menyebabkan aliran balik dan turbulent pada daerah didekat perubahan sudah tidak nampak, semakin smooth perubahan maka gejolak shock wave tidak akan terlihat, hal ini bermanfaat pada aliran pipa, terutama sambungannya, bila sambungan pipa terjadi perbesaran mendadak, kemungkinan besar terjadi shock wave, dan menyebabkan sebagian aliran berputar balik, turbulent, akibat buruknya, bila kecepatan lumanyan besar, cavitasi bisa aja terjadi.

Refferensi
1. Dasar-2 Fenomena Transport/1
2. Hidraul : Suatu Penyeselaian  Oleh Amer Nordin Darus

Posted in: cfd, mekanika fluida, perbesaran mendadak