Analisa Numerik Aliran melewati Penampang 2D menggunakan Model Turbulen uRANS

Abstrak

Penelitian ini membahas analisis numerik aliran fluida melewati penampang tirus dua dimensi dengan menggunakan model turbulen unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (uRANS). Simulasi numerik dilakukan menggunakan perangkat lunak CFD Ansys Fluent dengan model turbulen k-omega standar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh bentuk geometri terhadap karakteristik aliran seperti koefisien drag (CD), koefisien lift (CL), koefisien tekanan (CPb), dan bilangan Strouhal (St). Studi ini membandingkan dua bentuk penampang, yakni persegi dan segitiga tirus 0,5H, melalui analisis grafik vektor kecepatan, kontur tekanan, dan profil kecepatan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penampang segitiga menghasilkan nilai CD, CPb, dan CL yang lebih rendah dibandingkan penampang persegi, tetapi nilai St lebih tinggi. Fenomena ini diakibatkan oleh separasi aliran dan pembentukan vortex di area belakang silinder. Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi terhadap data numerik dan eksperimental yang sudah ada sebelumnya, menunjukkan kesesuaian yang cukup baik. Simulasi juga mengungkapkan bahwa bentuk geometri mempengaruhi distribusi tekanan di sisi silinder dan arah aliran balik (back flow) di area hilir, yang berdampak langsung pada perilaku aerodinamika aliran. Dengan demikian, desain penampang tirus berpotensi menaikan gaya gesek karena area separasi aliran terjadi di sisi tajam belakang silinder yang menimbulkan olakan besar pada area hilir.

Kata kunci

• Aliran fluida
• Ansys Fluent
• Bilangan Reynolds
• CFD