Simulasi UTS CFD

UTS CFD – take home

Analisis simulasi aliran fluida di antara dua buah plat datar

Terdapat aliran fluida di antara 2 plat datar yang tersusun secara parallel seperti pada gambar berikut.

gambar skema soal

Parameter yang diketahui:

·         Panjang plat, L = 1 m

·         Jarak antar plat, H = 0.1 m

·         Fluida yang mengalir memiliki densitas, ρ = 1 kg/m³; viskositas dinamik, μ = 1 kg/m.s

Akan dilakukan simulasi untuk melihat karakteristik dari aliran fluida tersebut, di antaranya adalah profil kecepatan, distribusi tekanan, dan proses konvergensi perhitungan. Hasil dari simulasi akan ditampilkan dalam bentuk kurva tekanan dan kecepatan, serta disajikan dalam bentuk vektor kecepatan dan kontur tekanan dan kecepatan.

Dengan hasil tersebut diharapkan akan didapat gambaran mengenai fenomena fisik yang terjadi pada aliran di antara dua plat datar tersebut. Untuk mengetahui bagaimana karakteristik dari aliran fluida tersebut, maka dibuat dua variasi kondisi yang berbeda, yaitu :

Kondisi 1 :

diberikan perbedaan tekanan pada kedua inlet sebesar p₁ = 2 bar (200000 bar); p₂ = 1 bar (100000 Pa)

Kondisi 2 :

pada inlet 1, diberikan kecepatan aliran dalam arah-U sebesar u₁ = 0.4 m/s, sedangkan pada inlet 2 diberikan tekanan sebesar p₂ = 3 bar

Dalam melakukan analisis simulasi aliran tersebut, ditentukan beberapa asumsi di antara nya :

·         aliran laminar-tunak 2-D

·         arah aliran fluida hanya pada sumbu-I (kecepatan U)

·         tidak ada sumber aliran tambahan sepanjang medan aliran, baik dalam arah-U maupun arah-V

Persamaan konservasi momentum yang mewakili kasus ini adalah :

Berdasarkan solusi analitis, didapatkan persamaan model matematis yang mewakili kasus di atas dengan property fluida seperti yang ditentukan sebelum nya, yaitu :

Simulasi dilakukan dengan menggunakan program CFDSOF dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1.      Preprocessor

-          menentukan domain dan jumlah cell

-          mengatur cell menjadi daerah inlet 1 dan inlet 2

-          menentukan kondisi sempadan

-          menentukan konstanta fisikal

-          membangun grid secara optimum (pengaturan segmen dan faktor pemberat)

2.      Processor

-          melakukan perhitungan (iterasi) untuk kedua variasi kondisi

3.      Postprocessor

-          menampilkan hasil simulasi berupa kontur dan vektor kecepatan dan tekanan

-          memplot grafik tekanan dan kecepatan pada beberapa titik

Untuk melihat hasil simulasi menggunakan CFDSOF, dapat dilihat pada : Simulasi UTS CFD dengan CFDSOF

Posted in: konservasi momentum,simulasi aliran di antara 2 plat datar,simulasi aliran fluida