2 1 Rustan Tarakka 1 , Harinaldi , Budiarso , Nasaruddin Salam , Baharuddin Mire

1 2 2 1 Rustan Tarakka 1 , Harinaldi , Budiarso , Nasaruddin Salam , Baharuddin Mire

1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar, 90245

2 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

Kampus Baru UI Depok, 16242 E-mail: rustan_tarakka@yahoo.com

Abstrak

Ketika kendaraan melaju pada suatu kecepatan, viskositas fluida menyebabkan udara cenderung menempel pada permukaan kendaraan dan membentuk lapisan batas (boundary layer). Aliran udara di sekitar kendaraan menyebabkan tekanan ke dalam lapisan batas. Ketika aliran udara mencapai bagian belakang kendaraan, aliran mengalami separasi. Hal tersebut menyebabkan terjadinya daerah turbulen yang besar dengan tekanan yang rendah di bagian belakang kendaraan yang disebut dengan olakan (wake). Olakan tersebut menyebabkan terjadinya gaya hambat tekanan (pressure drag)yang dapat mengganggu performa kendaraan saat melaju. Karena itu, banyak kajian yang menunjukkan bahwa strategi kontrol aktif aliran memberikan suatu alternatif yang prospeknya sangat baik untuk mengurangi hambatan aerodinamika pada kendaraan. Kontrol aktif aliran memerlukan sumber energi luar untuk mengontrol aliran di sekitar kendaraan tanpa perlu mengganggu bentuknya. Salah satu konsep pemberian energi ini dapat dilakukan dengan mekanisme suction (hisapan).Aliran sekitar kendaraan merupakan aliran yang kompleks karena interaksi yang nonlinear antara aliran udara dengan bagian dan permukaan kendaraan. Penggunaan model geometris yang dapat menggambarkan fenomena fisik pada kendaraan yang sesungguhnya adalah cara yang efisien dalam mengembangkan kontrol aktif aliran sebagai solusi pengurangan hambatan aerodinamika pada kendaraan. Pada penelitian ini, digunakan model reversed Ahmed body (body Ahmed terbalik) dengan kemiringan pada bagian depan adalah () 25 o . Model reversed Ahmed body merupakan model kendaraan yang disederhanakan dan dianggap dapat menggambarkan keadaan aliran pada model real. Model reversed Ahmed body dilengkapi dengan kontrol aktif aliran berupa suction yang diletakkan pada bagian belakang model uji. Penelitian dilakukan dengan pendekatan komputasi menggunakan Software CFD Fluent 6.3. Model turbulensi yang digunakan adalah k- epsilon standar. Sementara, kecepatan upstream dan kecepatan suction yang digunakan adalah masing-masing 16.7 m/s dan 0.5 m/s. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa dengan penempatan suction pada bagian belakang dari model uji memberikan pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan distribusi tekanan sebesar 13.72%. Selain itu, juga diperoleh pengurangan hambatan aerodnamika pada model kendaraan sebesar 14.11%. Keywords :CFD, distribusi tekanan, hambatan aerodinamika , model kendaraan, suction

Measurement of Velocity Field And Turbulent Parameters in A Downward Conical Channel Pengukuran Medan Kecepatan Dan Parameter Turbulensi Pada Saluran Konis Aliran Ke Bawah

[KE 101]

a b b S. Nuryadin, a M. Ignaczak, D. Lucas, Deendarlianto

a Department of Mechanical and Industrial Engineering – Gadjah Mada University Jln. Grafika No. 2, Kampus UGM - Yogyakarta, 55281

b Helmholtz-Zentrum Dresden-Rosendorf, P.O. Box 510 119, 01314 Dresden, Germany E-mail : shakti.din@gmail.com

Abstrak

In order to get the deep understanding about the flow structure of the continuous phase in a gas-liquid two phase flow system, an appropriate flow measurement technique has to be performed. In addition, the time and spatial resolution of the technique have to cover the various cases of gas-liquid two phase flow phenomena. However, in case of turbulent flow, the measurement should be able to deliver the detail information about the turbulent parameters as well as its velocity profile. To investigate such case, an experimental investigation to obtain the flow structure in a downward turbulent flow has been carried out in a 288 cm length of conical channel with inlet and outlet diameter of 27.2 mm and 53 mm, respectively. These parameters were measured by using Particle Image Velocimetry (PIV) with microbubbles as the seeding particles. The seeding particles were mixed with the main flow at 50 cm away from the test section and went through the test section homogeneously. The illumination source was

a double pulse Nd:YAG laser with wavelength of 532 nm and allow to deliver 200 mJ energy per beam. The high speed camera was also installed synchronously with the laser system in order to record the successive images from both first and second exposure of the laser. Furthermore, the successive images were evaluated by using cross correlation method to extract the velocity data and its fluctuation component.As the result, the velocity field along axial direction is presented and shows a high decreases. Toward the channel’s wall, the velocity is also observed and shows a decreasing trend. The normalized turbulent kinetic energy as well as the turbulent intensity in both x and y direction are also presented. In general, the turbulent intensity increases slightly toward the pipe wall and as it close to the wall, this value increases dramatically. Further, the single bubble with known size was introduced to the test section as an example case to know the effect of the obtained flow field. As the result, it was found that the obtained flow field has a significant effect to its trajectory. Keywords : Particle Image Velocimetry (PIV), Turbulent Flow, Turbulent Intensity, Velocity Measurement, Bubble Trajectory.