Upload
others
View
34
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
“STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN KEKASARAN TERHADAP
KARAKTERISTIK BOUNDARY LAYER MELINTASI BUMP (Re = 21000)”
Oleh:
Mega Dewi Rimba K. (2110100009)
Dosen Pembimbing:
Prof. Dr. Ir sutardi, M.Eng.
JURUSAN TEKNIK MESIN FTI ITS
Guntur, 2011
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Cp
x/a
eksperimen
numerik
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5
Cp
x/a
eksperimen
numerik
Bump
Tanpa Ketirusan
Dengan Ketirusan
SEPARASI = 0.34CD eks = 0.78196CD num = 0.81349
SEPARASI=0.39CDeks = 0.6506CD num = 0.7533
Incompressible, steady flow, viscous, danuniform flow pada sisi masuk
Aliran yang diamati sepanjang plat danbump
Kemungkinan adanya perpindahanpanas diabaikan
Fluida mengalir secara eksternal
Pressure tap 40 titik sebelum bump25 titik pada bump70 titik setelah bump
Profil kecepatan 8 titik (δ = 1mm)
V =16.17 m/s
Grafik Cp eksperimen dan Numerik
Kontur Kecepatan numerik danEksperimen
Path line kecepatan
Koefisien Drag (CD )
Distribusi Cp eksperimen
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
cp tanpa pengganggu
cp panjang 50mm
panjang 100mm
-0.5 0.5
y
x
Cp
x/d
Separasi
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Cp
θ
Separasi
DistribusiCp
Numerik
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12
Cp
x/d
tanpa pengganggu
pengganggu 5 cm
pengganggu 10 cm
Separasi
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0 50 100 150 200
Cp
θ
TanpaPengganggu
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12
cp numerik
cp eksperimen
Cp
x/d
Separasi
Separasi =0.18
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
-20 30 80 130 180
Cp
θ
eksperimen
numerik
Pengganggu50 mm
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12
Cp
x/d
cp numerik
cp eksperimen
Separasi =0.1375
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0 50 100 150 200
Cp
θ
cp numrik
cp eksperimen
Separasi
Pengganggu100 mm
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12
Cp
x/d
cp numerik
cp eksperimen
Separasi = 0.1375
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0 50 100 150 200
Cp
θ
cp numerik
cp eksperimen
Profil Kecepatan eksperimen
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400 500
y(m
m)
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400 500
y(m
m)
0
2
4
6
8
0 100 200 300 400 500
y(m
m)
-3 d -2d 0 1d 2d 3d 4d 5d
-3 d -2d 0 1d 2d 3d 4d 5d
-3 d -2d 0 1d 2d 3d 4d 5d
Tanpa pengganggu
Pengganggu 50 mm
Pengganggu 100mm
Koefisien Drag Total (CD)CDf CDp CD
Eksperimen
Tanpa Pengganggu 42.5 % 57.5 % 1.13
Pengganggu 50 mm 55.5 % 44.5 % 1.37
Pengganggu 100 mm 57.8 % 42.2 % 1.40
Numerik
Tanpa Pengganggu 14.2 % 85.8 % 1.27
Pengganggu 50 mm 14.8 % 85.2 % 1.35
Pengganggu 100 mm 26.5% 73.5 % 1.36
Grafik Koefisien total drag
1.0
1.1
1.1
1.2
1.2
1.3
1.3
1.4
1.4
1.5
0 20 40 60 80 100 120
CD
Panjang kekasaran
eksperimen
numerik
Adanya penambahan kekasaran tidakmampu menunda terjadinya separasi
Cp pada bump tanpa pengganggu dandengan pengganggu tidakmenunjukkan perbedaan yang signifikan
Adanya penambahan kekasaranmenyebabkan koefisien drag total dankoefisien drag friction meningkat.
Hasil koefisien drag yang didapatkandari simulasi numerik dan eksperimenmemiliki fenomena yang sama.
Untuk penelitian selanjutnya kekasaranpermukaan divariasikan besarnya, agar membentuk boundary layer yang turbulen
Meshing Jumlah face Perubahan CD
A 203930 1.38
B 222754 18824 1.31
C 303728 80974 1.27
D 344566 40838 1.27