SIMULASI ALIRAN UDARA PADA CELAH PEGUNUNGAN SAAT KECELAKAAN PESAWAT TWIN OTTER DE HAVILLAND PK-NVC DI OKBIBAB PAPUA DENGAN MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) FLUENT
SKRIPSI untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Strata 1 (S-1)
Disusun Oleh : HERU DWI TRAPSILO 07050117
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2011
SIMULASI ALIRAN UDARA PADA CELAH PEGUNUNGAN SAAT KECELAKAAN PESAWAT TWIN OTTER DE HAVILLAND PK-NVC DI OKBIBAB PAPUA DENGAN MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) FLUENT
SKRIPSI untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Strata 1 (S-1)
Disusun Oleh : HERU DWI TRAPSILO 07050117
JURUSAN TEKNIK PENERBANGAN SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUTJIPTO YOGYAKARTA 2011 ii
iii
iv
PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini saya : Nama
: Heru Dwi Trapsilo
Nomor Mahasiswa
: 07050117
Jurusan
: Teknik Penerbangan
Judul Skripsi
: Simulasi Aliran Udara Pada Celah Pegunungan Saat
Kecelakaan
Pesawat
Twin
Otter
De
Havilland PK-NVC Di Okbibab Papua Dengan Menggunakan
CFD
(Computational
Fluid
Dynamics) FLUENT Menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil pekerjaan saya sendiri dan sepanjang pengetahuan saya tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau telah dipergunakan dan diterima sebagai persyaratan penyelesaian studi pada universitas atau instansi lain, kecuali pada bagian tertentu yang telah dinyatakan dalam teks.
Yogyakarta, 18 Juli 2011 Yang Menyatakan
Heru Dwi Trapsilo NIM. 07050117
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh cinta teriring doa dan ungkapan syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT skripsi ini spesial kupersembahkan untuk
Ayah dan Ibu ku
Kakakku Kiki Sutopo, A.Md
Arida Mariyam, SE
Teman-teman Teknik Penerbangan STTA
Almamaterku STTA Yogyakarta
vi
MOTTO Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang telah diusahakannya. Dan bahwasanya usahanya itu kelak akan diperlihatkan (kepadanya). Kemudian akan diberi balasan kepadanya dengan balasan yang paling sempurna.
(Q.S. An-Najm : 39-41) Tak ada yang jatuh dari langit dengan Cuma-Cuma, semua adalah usaha dan doa. Hidup adalah perjuangan tanpa henti-henti meskipun takdir ada.
(Ahmad Dhani) Sukses seringkali datang pada mereka yang berani bertindak dan jarang menghampiri pada mereka yang penakut yang tidak berani mengambil konsekuensi.
(Jawaharlal Nehru) Setiap pria dan wanita yang sukses adalah pemimpi-pemimpi besar. Mereka berimajinasi tentang masa depan mereka, berbuat sebaik mungkin dalam setiap hal, dan bekerja setiap hari menuju visi jauh kedepan yang menjadi tujuan mereka.
(Brian Tracy) Orang-orang menjadi begitu luar biasa ketika mereka memulai berpikir bahwa mereka bisa melakukan sesuatu. Saat mereka percaya pada diri mereka sendiri, mereka memiliki rahasia kesuksesan yang pertama.
(Norman Vincent Peale) vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh, Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT pemilik seluruh ilmu pengetahuan dan penguasa alam beserta isinya, shalawat dan salam tetap tercurahkan kepada baginda Nabi Besar Muhammad SAW beserta para sahabat. Atas segala berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam menempuh program pendidikan Strata 1 (S1) jurusan Teknik Penerbangan, Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto (STTA) Yogyakarta. Topik yang penulis angkat dalam Skripsi ini adalah “Simulasi Aliran Udara Pada Celah Pegunungan Saat Kecelakaan Pesawat Twin Otter De Havilland PKNVC Di Okbibab Papua Dengan Menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamics) FLUENT”. Penulisan skripsi ini berisi simulasi aliran udara pada celah pegunungan, sehingga dapat memprediksi dampak yang ditimbulkan sekaligus menjadi pertimbangan atau data penunjang dalam penentuan kebijakan dan perencanaan penerbangan. Selain itu penulisan skripsi ini semoga memberikan masukan dan informasi yang bermanfaat bagi para pembaca dan penulis khususnya. Penulis sangat menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan kemampuan dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh karena itu penulis sangat berbesar hati menerima kritik maupun saran dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Terimakasih. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh. Yogyakarta,
Juli 2011
Penulis
viii
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan syukur alhamdulillah kepada Allah SWT atas terselesaikannya penyusunan skripsi ini. Semua ini tidaklah akan tercapai tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih antara lain kepada : 1. Bapak MARSMA TNI (PURN) Ir. Sutjianto S., MT selaku Ketua Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta. 2. Bapak Ir. Djarot Wahju Santoso, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta. 3. Bapak Moh. Ardi Cahyono, MT selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah memberi bimbingan dan pengarahan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terimakasih banyak bapak. 4. Ibu Sri Mulyani, ST selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah memberikan arahan serta masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Penerbangan Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta yang telah mendidik dan membimbing penulis selama menuntut ilmu di Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta. 6. Bapak MARSDA TNI ( PURN ) H. Tatang Kurniadi, Psc, SH, MM selaku Ketua Komite Nasional Keselamatan Transportasi (KNKT). 7. Bapak Saptandri Widiyanto, SH, DESS, DESM dan Bapak Sulaeman Dayan Asmana selaku Pembimbing Lapangan di KNKT. 8. Seluruh staf serta karyawan Komite Nasional Keselamatan Transportasi yang telah memberi saran, nasehat dan kritik. 9. Kedua orangtua (Bapak Suparman dan Ibu Sayekti) tercinta atas doa dan dukungannya baik dalam bentuk moral maupun material.
ix
10. Kakakku Kiki Sutopo, Amd beserta keluarga yang telah memberi dukungan. 11. Keponakanku Aganindra Aditya Sutopo yang selalu ngangenin. 12. Arida Mariyam, SE yang memberi apapun yang aku butuhkan. 13. Bapak H. Yazid Arafat beserta keluarga yang telah memberi doa dan restu. 14. Bapak Eko Joko Kusworo dan Ibu Indah yang telah memberikan tempat (Kost Merah Hitam “Legend@Studio”) selama berada di Yogyakarta. 15. Teman-teman
kelas
TPC
angkatan
2007,
emang
bener-bener
“The Pure Culture”. 16. Kak Vicky Kurniasari yang telah memberi bantuan. 17. Semua teman seperjuangan di perpustakaan (Lord_Teboe, Hendrawan, Desta, Aris, Hilla, Yelli, Wahyu, Baim, Inno, Firman). 18. Seluruh anggota KRB (Komunitas Restoe Boemi) Indonesia. 19. Serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. Tiada lain yang dapat penulis berikan, semoga semua budi baik yang diberikan kepada penulis mendapatkan balasan dari Allah SWT. Amien.
x
SIMULASI ALIRAN UDARA PADA CELAH PEGUNUNGAN SAAT KECELAKAAN PESAWAT TWIN OTTER DE HAVILLAND PK-NVC DI OKBIBAB PAPUA DENGAN MENGGUNAKAN CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) FLUENT HERU DWI TRAPSILO NIM. 07050117 ABSTRAK Pada penelitian ini membahas tentang simulasi aliran udara pada celah pegunungan saat kecelakaan pesawat Twin Otter De Havilland PK-NVC di Okbibab Papua dengan menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamic). Pada simulasi ini, digunakan delapan variasi arah aliran udara. Tujuan yang ingin dicapai adalah untuk mengetahui kondisi aliran udara serta pengaruh aliran udara pada celah pegunungan terhadap kecelakaan yang terjadi berdasarkan hasil simulasi. Simulasi aliran udara pada celah pegunungan dengan CFD (Computational Fluid Dynamic) menggunakan software GAMBIT sebagai pembentukan awal model pegunungan, pemberian kondisi batas dan penggenerasian mesh, selanjutnya dilakukan simulasi pada software FLUENT dengan menggunakan persamaan model turbulen k-ε standard untuk memprediksi keakuratan dan efisiensi komputasi. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) kecepatan aliran udara yang terjadi pada celah pegunungan lebih tinggi dibandingkan kecepatan aliran udara sebelum melewati celah pegunungan; 2) tekanan dinamis aliran udara yang terjadi pada celah pegunungan lebih tinggi dibandingkan tekanan dinamis aliran udara sebelum melewati celah pegunungan; 3) tekanan statis aliran udara yang terjadi pada celah pegunungan lebih rendah dibandingkan tekanan statis aliran udara sebelum melewati celah pegunungan; 4) terjadi turbulensi udara disekitar pegunungan.
Kata kunci: Celah Pegunungan, Aliran Udara, Computational Fluid Dynamics, Kecepatan, Tekanan Dinamis, Tekanan Statis.
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................. i LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iv PERNYATAAN ........................................................................................... v HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. vi MOTTO ........................................................................................................ vii KATA PENGANTAR ................................................................................. viii UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................................ ix ABSTRAK .................................................................................................... xi DAFTAR ISI ................................................................................................ xii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xviii DAFTAR TABEL ........................................................................................ xxiv DAFTAR SIMBOL ..................................................................................... xxv DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xxvii
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 3
xii
1.3 Batasan Masalah ...................................................................... 3 1.4 Tujuan Penulisan ..................................................................... 3 1.5 Manfaat Penulisan ................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................. 4
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Atmosfer ................................................................................... 6 2.1.1 Komposisi Udara ........................................................ 6 2.1.2 Struktur Vertikal Atmosfer .......................................... 7 2.1.3 Tekanan Udara............................................................ 10 2.1.4 Kerapatan Udara ......................................................... 11 2.1.5 Kekentalan Udara (Viscosity) ....................................... 12 2.2 Aliran Udara ....................................................................... 14 2.2.1 Tipe Aliran Udara ....................................................... 14 2.2.1.1 Aliran Tunak (Steady Flow) dan Aliran Tak Tunak (Unsteady Flow) .................................... 14 2.2.1.2 Aliran Termampatkan (Compressible) dan Tak Termampatkan (Incompressible) ....................... 14 2.2.1.3 Aliran Berdasarkan Ordinatnya......................... 14 2.2.1.4 Aliran Viscous dan Inviscid .............................. 15
xiii
2.2.1.5 Aliran Kontinu (Continuum Flow) dan Molekul Bebas (Free Molecule Flow) ............... 16 2.3 Bilangan Reynolds .............................................................. 16 2.4 Teori Bernoulli .................................................................... 17 2.5 Model Matematis ...................................................................... 19 2.5.1 Persamaan Atur Aliran Fluida (Governing Equation) .... 19 1. Persamaan Konservasi Massa .............................. 20 2. Persamaan Konservasi Momentum ...................... 20 3. Persamaan Konservasi Energi .............................. 22 4. Persamaan Spesies Transport Material Fluida ......... 22 5. Persamaan Angkut Enthalpy.................................. 23 6. Model Turbulensi k - epsilon (k - ε) ....................... 24 2.6 Computational Fluid Dynamics (CFD) .................................... 25 2.6.1 Pemodelan Dengan GAMBIT ......................................... 27 2.6.2 Simulasi Hasil Pemodelan Dengan FLUENT ................. 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tinjauan Umum Penelitian ....................................................... 29 3.2 Metode Pengumpulan Data ....................................................... 30 3.3 Desain Penelitian ...................................................................... 31
xiv
3.3.1 Objek Penelitian ............................................................... 31 3.3.2 Alat Bantu Penelitian ....................................................... 33 3.3.3 Alur Simulasi ................................................................... 35 3.3.4 Langkah Analisis ............................................................. 36 3.4 Analisa dan Perhitungan Data ................................................... 36
BAB IV SIMULASI DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum ....................................................................................... 40 4.2 Tahapan Pengerjaan ................................................................. 40 4.2.1 Pemodelan Geometri Dengan GAMBIT 2.2.30 ............. 41 1. Membuka GAMBIT ............................................... 41 2. Mengubah Warna Tampilan ..................................... 42 3. Membuat Model / Geometri ..................................... 45 4. Membuat Ruang Batas Aliran .................................. 60 5. Penyatuan Model Pegunungan dengan Ruang Aliran Udara ..................................................................... 63 6. Pendefinisian Kondisi Batas ..................................... 64 7. Proses Meshing ....................................................... 74 8. Ekspor Mesh ke FLUENT ........................................ 81 4.2.2 Simulasi Pada FLUENT 6.2......................................... 82
xv
A. Arah Angin A ......................................................... 85 1. Menjalankan FLUENT ........................................ 85 2. Menampilkan Data Mesh ..................................... 86 3. Mengecek Grid ................................................... 86 4. Menyekalakan Grid ............................................. 87 5. Menampilkan Grid .............................................. 88 6. Memperhalus Grid .............................................. 90 7. Memilih Solver ................................................... 90 8. Mengaktifkan Persamaan Energi .......................... 91 9. Memilih Viscous Model (Model Turbulen) ........... 92 10. Mendefinisikan Meterial .................................... 93 11. Mendefinisikan Kondisi Batas............................ 94 12. Mengeset Faktor Relaksasi................................. 96 13. Menginisiasi Perhitungan ................................... 97 14. Mengaktifkan Plot Monitor ................................ 98 15. Memulai Iterasi ................................................. 99 16. Mengecek Konvergensi ..................................... 101 17. Post Processing ................................................. 103 4.3 Hasil Simulasi ..................................................................... 105 4.3.1 Analisa Hasil Simulasi..................................................... 105
xvi
A. Arah Aliran A ............................................................. 106 B. Arah Aliran B .............................................................. 110 C. Arah Aliran C .............................................................. 114 D. Arah Aliran D ............................................................. 118 E. Arah Aliran E .............................................................. 122 F. Arah Aliran F ............................................................... 126 G. Arah Aliran G ............................................................. 130 H. Arah Aliran H ............................................................. 134 4.3.2 Perbandingan Hasil Simulasi ........................................... 137
BAB V
PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................... 141 5.2 Saran ......................................................................................... 142
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pembagian Lapisan Atmosfer Berdasarkan Suhu ...................... 8 Gambar 2.2 Lapisan Thermosfer ................................................................... 9 Gambar 2.3 Tekanan positive dan negative pada luasan d .......................... 11 Gambar 2.4 Prinsip Gaya Geser ..................................................................... 12 Gambar 2.5 Aliran Fluida .............................................................................. 18 Gambar 3.1 Lokasi Reruntuhan Pesawat Twin Otter PK-NVC .................... 31 Gambar 3.2 Approximate Final Position ....................................................... 32 Gambar 3.3 Model Pegunungan..................................................................... 32 Gambar 3.4 Diagram Alur Proses Simulasi ................................................... 35 Gambar 4.1 Panel GAMBIT Startup ............................................................. 41 Gambar 4.2 Tampilan awal GAMBIT ........................................................... 42 Gambar 4.3 Panel Edit Default ...................................................................... 43 Gambar 4.4 Tampilan awal GAMBIT dengan background putih ................. 45 Gambar 4.5 Create Real Frustum A .............................................................. 46 Gambar 4.6 Create Real Frustum B .............................................................. 47 Gambar 4.7 Move Frustum B......................................................................... 48 Gambar 4.8 Create Real Frustum B .............................................................. 49 Gambar 4.9 Move Frustum C......................................................................... 50
xviii
Gambar 4.10 Unite Frustum B dan Frustum C .............................................. 51 Gambar 4.11 Create Real Frustum D ............................................................ 51 Gambar 4.12 Move Frustum D ...................................................................... 52 Gambar 4.13 Unite Frustum B dan Frustum D .............................................. 53 Gambar 4.14 Create Real Frustum E ............................................................ 54 Gambar 4.15 Move Frustum E ....................................................................... 55 Gambar 4.16 Unite Frustum A dan Frustum E .............................................. 56 Gambar 4.17 Create Real Frustum F ............................................................. 56 Gambar 4.18 Move Frustum E ....................................................................... 57 Gambar 4.19 Create Real Frustum G ............................................................ 58 Gambar 4.20 Move Frustum F ....................................................................... 59 Gambar 4.21 Model Pegunungan dalam GAMBIT ....................................... 60 Gambar 4.22 Membuat Ruang Aliran Udara ................................................. 61 Gambar 4.23 Memindah Ruang Udara .......................................................... 62 Gambar 4.24 Model Pegunungan dengan Ruang Udara dalam GAMBIT.. .. 63 Gambar 4.25 Penyatuan Model...................................................................... 64 Gambar 4.26 Specify Boundary Types untuk Pegunungan ............................ 65 Gambar 4.27 Specify Boundary Types untuk Sisi Kanan .............................. 66 Gambar 4.28 Specify Boundary Types untuk Sisi Kiri .................................. 67 Gambar 4.29 Specify Boundary Types untuk Sisi Atas.................................. 68
xix
Gambar 4.30 Specify Boundary Types untuk Ground ................................... 70 Gambar 4.31 Specify Boundary Types untuk Sisi Depan .............................. 71 Gambar 4.32 Specify Boundary Types untuk Outlet ...................................... 72 Gambar 4.33 Specify Continuum Types untuk Ruang Aliran Udara ............. 73 Gambar 4.34 Mesh Edge 2 ............................................................................. 75 Gambar 4.35 Mesh Edge 27 ........................................................................... 77 Gambar 4.36 Meshing Edge ........................................................................... 78 Gambar 4.37 Mesh Volume Ruang Aliran Udara .......................................... 79 Gambar 4.38 Hasil Mesh Ruang Aliran Udara .............................................. 80 Gambar 4.39 Isometri Hasil Mesh Ruang Aliran Udara ................................ 80 Gambar 4.40 Mengekspor Mesh .................................................................... 81 Gambar 4.41 Arah Angin Dalam Simulasi .................................................... 82 Gambar 4.42 FLUENT Version (A) .............................................................. 85 Gambar 4.43 Tampilan Awal FLUENT (A) .................................................. 85 Gambar 4.44 Hasil Pembacaan Case (A)....................................................... 86 Gambar 4.45 Grid Check (A)......................................................................... 87 Gambar 4.46 Scale Grid (A) .......................................................................... 88 Gambar 4.47 Grid Display (A) ...................................................................... 89 Gambar 4.48 Tampilan Grid (A) ................................................................... 89 Gambar 4.49 Smooth/Swap Grid (A) ............................................................. 90
xx
Gambar 4.50 Pemilihan Solver (A) ............................................................... 91 Gambar 4.51 Persamaan Energi(A) ............................................................... 92 Gambar 4.52 Viscous Model (A) ................................................................... 93 Gambar 4.53 Materials (A)............................................................................ 94 Gambar 4.54 Boundary Conditions (A) ......................................................... 95 Gambar 4.55 Velocity Inlet (A) ...................................................................... 96 Gambar 4.56 Solution Controls (A) ............................................................... 97 Gambar 4.57 Solution Initialization (A) ........................................................ 98 Gambar 4.58 Residual Monitors (A).............................................................. 99 Gambar 4.59 Iterate (A) ................................................................................ 100 Gambar 4.60 Proses Iterasi (A) ...................................................................... 100 Gambar 4.61 Tampilan Plot Iterasi (A) ......................................................... 101 Gambar 4.62 Fluxes Reports (A) ................................................................... 102 Gambar 4.63 Vector (A) ................................................................................ 103 Gambar 4.64 Contours (A) ............................................................................ 104 Gambar 4.65 Prinsip Bernoulli ...................................................................... 105 Gambar 4.66 Vektor Kecepatan Arah A ........................................................ 106 Gambar 4.67 Kontur Tekanan Dinamis Arah A ............................................ 107 Gambar 4.68 Kontur Tekanan Statis Arah A ................................................. 108 Gambar 4.69 Kontur Turbulensi Arah A ....................................................... 109
xxi
Gambar 4.70 Vektor Kecepatan Arah B ........................................................ 110 Gambar 4.71 Kontur Tekanan Dinamis Arah B ............................................ 111 Gambar 4.72 Kontur Tekanan Statis Arah B ................................................. 112 Gambar 4.73 Kontur Turbulensi Arah B ....................................................... 113 Gambar 4.74 Vektor Kecepatan Arah C ........................................................ 114 Gambar 4.75 Kontur Tekanan Dinamis Arah C ............................................ 115 Gambar 4.76 Kontur Tekanan Statis Arah C ................................................. 116 Gambar 4.77 Kontur Turbulensi Arah C ....................................................... 117 Gambar 4.78 Vektor Kecepatan Arah D ........................................................ 118 Gambar 4.79 Kontur Tekanan Dinamis Arah D ............................................ 119 Gambar 4.80 Kontur Tekanan Statis Arah D ................................................. 120 Gambar 4.81 Kontur Turbulensi Arah D ....................................................... 121 Gambar 4.82 Vektor Kecepatan Arah E ........................................................ 122 Gambar 4.83 Kontur Tekanan Dinamis Arah E ............................................. 123 Gambar 4.84 Kontur Tekanan Statis Arah E ................................................. 124 Gambar 4.85 Kontur Turbulensi Arah E ........................................................ 125 Gambar 4.86 Vektor Kecepatan Arah F......................................................... 126 Gambar 4.87 Kontur Tekanan Dinamis Arah F ............................................. 127 Gambar 4.88 Kontur Tekanan Statis Arah F ................................................. 128 Gambar 4.89 Kontur Turbulensi Arah F ........................................................ 129
xxii
Gambar 4.90 Vektor Kecepatan Arah G ........................................................ 130 Gambar 4.91 Kontur Tekanan Dinamis Arah G ............................................ 131 Gambar 4.92 Kontur Tekanan Statis Arah G ................................................. 132 Gambar 4.93 Kontur Turbulensi Arah G ....................................................... 133 Gambar 4.94 Vektor Kecepatan Arah H ........................................................ 134 Gambar 4.95 Kontur Tekanan Dinamis Arah H ............................................ 135 Gambar 4.96 Kontur Tekanan Statis Arah H ................................................. 136 Gambar 4.97 Kontur Turbulensi Arah H ....................................................... 137 Gambar 4.98 Vektor Kecepatan Semua Arah Aliran ..................................... 138 Gambar 4.99 Garis Arus Aliran Udara .......................................................... 139
xxiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Udara Dalam Atmosfer ............................................ 7 Tabel 3.1 Sifat Fisik Udara Untuk Simulasi .............................................. 33 Tabel 4.1 Pengaturan Mesh Edge Pada Pegunungan .................................. 75 Tabel 4.2 Pengaturan Mesh Edge Pada Ruang Aliran Udara ...................... 77 Tabel 4.3 Pedefinisian Kondisi Batas ....................................................... 83 Tabel 4.4 Pengaturan Arah Aliran ............................................................ 84
xxiv
DAFTAR SIMBOL
Latin P
tekanan (kg/m2)
R
tetapan gas ideal (Satuan SI, R= 287 J/kg.K)
T
temperatur (K)
F
gaya geser (N) resultan gaya yang bekerja searah sumbu x massa (kg) percepatan (m/s2)
A
luasan geseran yang terjadi (m2) percepatan gravitasi (m/s2) energi pada partikel fluida laju penambahan panas (heat flux) laju kerja yang dilakukan fraksi masing-masing spesies i nilai net spesies hasil reaksi kimia nilai net spesies yang disebar ke dalam sistem simulasi diferensial
Re
bilangan Reynold xxv
kecepatan udara (m/s) karakteristik panjang (m) difusivitas massa masing-masing spesies material nilai angka Schmidt konduktivitas molekuler konduktivitas turbulen fluks spesies j’ suhu sumber (source) yang meliputi sumber entalpi karena reaksi kimia, radiasi dan pertukaran panas dengan fase terdispersi Yunani kerapatan udara/ Density (kg/m3) koefisien kekentalan udara/ viskositas dinamik (kg/ms) tegangan geser (N) gamma (
)
viskositas kinematik (m2/s) Ω
energi potensial per unit massa
xxvi
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN I PENDEFINISIAN KONDISI BATAS DAN PENGATURAN ARAH ALIRAN UNTUK ARAH B, C, D, E, F, G DAN H ..................................................... 145
LAMPIRAN II FINAL REPORT PK-NVC............................................................................ 306
xxvii
