menghasilkan update tekanan, kecepatan u, v, w dan temperature yang tadinya belum diketahui. Solusi couple implicit menyelesaikan semua perhitungan
variabel p, u, v, w dan T pada semua sel pada waktu yang bersamaan. Pilihan perhitungan secara couple explicit pada solusi density based
berarti semua persamaan gabungan dilinearkan secara explicit. Metode ini menghasilkan persamaan sebanyak N pada setiap sel dan semua variabel terikat
melakukan update secara bersamaan. Sistem persamaan ini bekerja secara explicit pada setiap variabel terikat yang belum diketahui. Contohnya, persamaan
momentum pada arah x ditulis sebagai update dari kecepatan pada arah x, yaitu fungsi dari variabel yang telah diketahui nilainya. Oleh karena itu, solusi
persamaan linear tidak dibutuhkan, update dilakukan menggunakan solusi multi- stage dan terdapat pilihan lain yang dapat dilakukan dengan menggunakan full
approximation storage multigrid scheme untuk mempercepat solusi multi-stage. Dapat dikatakan solusi density based yang dilakukan secara explicit
menyelesaikan perhitungan semua variabel p, u, v, w dan T sebanyak satu sel pada setiap waktunya.
2.11 Model Turbulen k-
ε
Dengan menggunakan model turbulen k- maka dapat ditentukan jarak turbulen dan rentang waktunya dengan menyelesaikan dua persamaan transport
secara terpisah. Model turbulen k- dirumuskan berdasarkan persamaan turbulensi energi kinetik k dan besarnya disipasi . Persamaan k diturunkan dari persamaan
eksak, sedangkan persamaan didapatkan dari analisa fisis dan sifat
matematisnya. Pada derivasi model k- , seluruh aliran diasumsikan sebagai aliran turbulen dan pengaruh viskositas molekul diabaikan.
Energi kinetik turbulen k dan besarnya disipasi didapatkan dari dua persamaan berikut:
k M
b k
j k
t j
i i
S Y
G G
x k
x ku
x k
t
2.36
dan
S k
C G
C G
k C
x x
u x
t
b k
j t
j i
i
2 2
3 1
2.37
Pada persamaan tersebut,
k
G
merepresentasikan energi kinetik turbulen berdasarkan gradien kecepatan rata
– ratanya dan
b
G
merepresentasikan energi kinetik turbulen berdasarkan gaya apungnya. Notasi
M
Y
merepresentasikan kontribusi dari dilatasi yang berfluktuasi pada turbulensi compressible terhadap
keseluruhan rentang disipasi. Notasi
1
C
,
2
C
dan
3
C
adalah konstanta. Notasi
k
dan
adalah bilangan Prandtl turbulen untuk k dan . Notasi
k
S
dan
S
adalah variabel yang ditentukan oleh pengguna. Viskositas turbulen
t
diperhitungkan dengan menggabungkan k dan menjadi saru persamaan sebagai berikut:
2
k C
t
2.38
dengan
C adalah sebuah konstanta. Untuk konstanta pada persamaan 2.36 sampai dengan 2.38, yaitu
1
C
,
2
C
,
C ,
k
dan
memiliki nilai secara berturut – turut 1,44; 1,92; 0,09; 1,0 dan 1,3. Semua nilai tersebut didapatkan berdasarkan eksperimen aliran turbulen,
termasuk eksperimen perhitungan pergeseran aliran pada boundary layers, mixing layers dan jets dengan menguraikan isotropic grid turbulence. Konstanta
– konstanta tersebut dapat bekerja dengan cukup baik pada wall-bounded dan free
share flow. Jika dibutuhkan, konstanta – konstanta tersebut dapat diubah dan
disesuaikan dengan perhitungan yang dilakukan. L
46
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Langkah – langkah dari penelitian yang dilakukan dituliskan pada
Gambar 3.1 berikut ini:
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian. START
Studi pustaka dan perencanaan kasus simulasi
Konsultasi kasus simulasi kepada pembimbing
Disetujui No
Yes
Melakukan pemodelan menggunakan Solid Works dan simulasi menggunakan ANSYS Fluent
Pengambilan data hasil simulasi sekaligus mengolahnya menjadi grafik, visualisasi
kontur kecepatan dan kontur temperatur Analisa dan pembahasan
Kesimpulan END
Yes No
