kondisi batas secara transient : perubahan temperatur pada wall

Perubahan temperatur wall secara transien

Umumnya, sebagian besar kasus simulasi yang telah saya lakukan pada blog ini adalah dengan mengasumsikan bahwa proses simulasi berlangsung pada kondisi tunak (steady state). Pada keadaan yang sebenarnya, segala fenomena fisika membutuhkan waktu untuk mencapai keadaan tunak. Selama waktu tertentu dimana terjadi peralihan dari kondisi yang tidak teratur (berubah-ubah) hingga mencapai kondisi tunak disebut kondisi transient.

Kondisi transient sangat penting untuk diamati bagi beberapa proses fisik karena kebanyakan persamaan-persamaan fisika dibuat dengan mengasumsikan bahwa keadaan steady sudah tercapai sepenuhnya, sehingga simulasi dengan CFD dapat membantu memberikan gambaran proses yang sesungguhnya terjadi secara fisik. Oleh karena itu, disini kita akan coba mensimulasikan perubahan temperatur pada dinding dari waktu ke waktu dengan menentukan asumsi nilai temperatur awal pada titik tertentu.

Pada simulasi ini, kita mengasumsikan bahwa kita telah mengetahui besarnya temperatur dinding pada beberapa waktu tertentu (4 titik waktu) berdasarkan pengukuran, dsb. Hal yang kita ingin ketahui adalah besarnya nilai temperatur pada waktu-waktu lain berdasarkan input temperatur yang kita telah berikan.

Berikut adalah langkah-langkah simulasi dengan CFDSOF

1.      domain

membuat model secara default pada CFDSOF, panjang = 1m, tinggi = 1m. Jumlah cell pada arah-I = 10 cell, arah-J = 10 cell.

2.      model

Aktifkan fungsi ikatan waktu karena kita ingin mensimulasikan perubahan temperatur berdasarkan waktu (transient). Aktifkan juga fungsi hitung temperatur dan wall konduktif

3.      atur cell

cell dibuat sedemikian sehingga terdapat dua wall (yaitu wall-1 dan wall-2).

4.      kondisi sempadan

wall yang akan disimulasikan adalah wall-2, sehingga kita menentukan kondisi sempadan wall-2 dengan memberikan nilai parameter sempadan termal untuk temperatur dalam fungsi piecewise. Wall-2 diberikan nilai temperatur yang berbeda untuk 4 titik waktu tertentu dimana pada (point 1 à t₁ = 1s; temperatur = 293K), (point 2 à t₂ = 60s; temperatur = 300K), (point 3 à t₃ = 10m; temperatur = 315K), (poin 4 à t₄ = 1h; temperatur = 330K).

5.      temple nilai awal

setelah kita menententukan besar nilai temperatur untuk beberapa waktu (dalam 4 waktu yang berbeda), kita harus memberikan nilai temperatur awal pada wall-2. Disini, nilai temperatur awal bagi wall-2 yang diberikan adalah sebesar 290K)

6.      iterasi

proses perhitungan yang dilakukan untuk kasus ini dilakukan sebanyak 4 kali, yaitu sesuai dengan banyak nya variasi temperatur pada 4 waktu yang berbeda yang telah ditentukan sebelum nya.

  

7.      hasil

Berikut adalah distribusi temperatur pada 4 waktu yang berbeda, yaitu pada saat t₁ = 1s, t₂ = 60s, t₃ = 10menit, dan t₄ = 1 jam.

comment please....

Posted in: CFDSOF,simulasi transient