8 komponen kecepatan fluida ditulis sebagai dxdt=u, dydt=v dan dzdt=w. Bentuk persamaan
matematika untuk fluida yang tidak terkompresi dinyatakan pada Persamaan 10 Versteeg dan Malalasekera 1995.
�� �
+
�� �
+
�� �
= 0 .................................................................................... 10 dimana
ρ adalah massa jenis fluida kgm
3
dan x, y, z adalah arah koordinat kartesian. Persamaan momentum dikembangkan dari persamaan Navier-Strokes dalam bentuk sesuai
dengan metode finite volume Versteeg dan Malalasekera 1995, yang ditunjukkan pada Persamaan 11 sampai dengan Persamaan 13.
Momentum x: �
� �
+
� �
+
� �
=
�� �
+ �
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+ ................................... 11
Momentum y: �
� �
+
� �
+
� �
=
�� �
+ �
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+ .................................... 12
Momentum z: �
� �
+
� �
+
� �
=
�� �
+ �
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+ ................................. 13
dimana µ adalah viskositas dinamik fluida kgm det dan S
MX
, S
MY
, S
MZ
adalah momentum yang berasal dari body per unit volume per unit waktu, masing-masing untuk koordinat x, y dan z.
Persamaan energi diturunkan dari Hukum 1 Termodinamika yang menyatakan bahwa: Laju perubahan energi partikel fluida sama dengan laju penambahan panas ke dalam partikel fluida
ditambah dengan laju kerja yang diberikan pada partikel. Secara matematik dinyatakan pada Persamaan 14 Versteeg dan Malalasekera 1995.
�
� �
+
� �
+
� �
= �
� �
+
� �
+
� �
+ �
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
................. 14 dimana:
�
� �
+
� �
+
� �
=
�� �
+ �
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+
�
2
�
2
+ , p adalah tekanan fluida Pa, k
adalah konduktivitas termal fluida Wm
o
C, T adalah suhu fluida
o
C, dan S
i
adalah energi yang ditambahkan per unit volume per unit waktu.
Post-processor merupakan hasil akhir dari dua tahap sebelumnya. Hasil yang disajikan dapat berupa tampilan geometri domain dan mesh, plot vektor, plot permukaan dua dimensi dan
tiga dimensi, serta pergerakan partikel Versteeg dan Malalasekerta 1995.
2.6 Penelitian-penelitian terkait
Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk mempelajari karakteristik maupun kinerja rumah tanaman yang dibangun pada iklim tropika basah, khususnya di Indonesia. Penelitian-
penelitian tersebut meliputi: simulasi distribusi suhu dan kelembaban udara untuk pengembangan desain rumah tanaman di daerah tropika basah Romadonah 2011, research on greenhouse
application in tropics Suhardiyanto et al. 2007, analisis pola aliran dan distribusi suhu udara pada rumah tanaman standard peak menggunakan Computational Fluid Dynamics CFD
Nurianingsih 2011 dan masih banyak penelitian lainnya. Penelitian yang dilakukan oleh Suhardiyanto et al. 2007 difokuskan pada peningkatan
performansi dari struktur rumah tanaman secara umum yang diantaranya melingkupi studi panas, ventilasi, desain bentuk, dimensi dan susunan atap. Selain itu, konsep tentang struktur rumah
9 tanaman yang telah mengalami adaptasi, beberapa informasi tentang desain, pemilihan material
dan konstruksi merupakan beberapa usulan untuk rumah tanaman di daerah tropika basah serta dijelaskan juga beberapa konsep rumah tanaman yang telah dikembangkan oleh para penelitinya.
Romadonah 2011 melakukan penelitian tentang pentingnya distribusi suhu dan kelembaban RH di rumah tanaman dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics CFD.
Suhu udara di dalam rumah tanaman pada ketinggian 1 m dari permukaan lantai berkisar antara 24.6
–32.2
o
C pada selang suhu udara lingkungan 23.0 –32.2
o
C. Perbedaan suhu udara lingkungan dengan suhu di dalam rumah tanaman tidak lebih dari 5
o
C. Rata-rata RH di dalam rumah tanaman 87.79 dengan nilai terendah 64.85 dan maksimum 95.42. Hasil simulasi
menunjukkan terjadinya gradien suhu dan RH, namun tidak terlalu signifikan. Validasi terhadap nilai suhu udara dan RH hasil simulasi menghasilkan error masing-masing mencapai 12.81 dan
19.56. Penelitian lain yang menggunakan CFD dilakukan oleh Nurianingsih 2011, dimana fokus
penelitiannya adalah menganalisa pola aliran dan distribusi suhu udara di rumah tanaman dan melakukan simulasi modifikasi desain rumah tanaman dengan mengubah kemiringan atap untuk
mengetahui pengaruhnya terhadap distribusi suhu udara di dalam rumah tanaman. Hasil penelitian ini menunjukan hasil yang optimal untuk pola aliran dan distribusi suhu udara di dalam rumah
tanaman yang didukung oleh perolehan rata-rata error di bawah 5 untuk setiap kondisi kasus simulasi. Kemudian modifikasi kemiringan atap hanya mempengaruhi pergerakan dan suhu udara
yang meningkat di sekitar atap, tetapi tidak mempengaruhi kenaikan suhu udara yang drastis di dalam rumah tanaman. Hasil CFD menunjukkan kemiringan atap 30
o
memiliki pola aliran dan distribusi udara yang optimal.
Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut, peneliti mencoba untuk melakukan penelitian dengan fokusnya adalah simulasi sebaran suhu udara dan permukaan lantai rumah tanaman.
Kemudian dilanjutkan dengan validasi hasil simulasi sebaran suhu, dan CFD ini dapat dimanfaatkan untuk mempelajari serta menduga karakteristik pindah panas panas konveksi di atas
permukaan lantai rumah tanaman. Selain itu, dari hasil CFD dapat dipelajari juga pola aliran udara di atas permukaan lantai rumah tanaman. Pada akhirnya, diharapkan penelitian ini dapat
memberikan masukan yang berguna untuk pengembangan struktur dan desain rumah tanaman kedepannya terutama mengenai studi panas.
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
