107
Buku-buku teknik tidak membicarakan keserupaan penuh, melainkan jenis-jenis
keserupaan tertentu; yang paling lazim ialah keserupaan geometri, kinematik, dinamik dan termal.
Marilah kita meninjaunya satu per satu.
1. KESERUPAAN GEOMETRI GEOMETRIC SIMILARY
Keserupaan geometri bersangkutan dengan dimensi panjang {L} dan harus dipastikan sebelum pengujian model yang masuk akal dapat berlangsung. Definisi formalnya begini:
Sebuah model dan prototipe adalah serupa secara geometri jika dan hanya jika semua ukuran benda dalam ketiga koordinatnya mempunyai nisbah skala-linear yang sama.
Perhatikan bahwa semua skala panjang harus sama. Keadaannya seperti bila anda memotret prototipe dan mengecilkan atau membesarkannya sampai sama besar dengan
modelnya. Kalau model itu akan dibuat berukuran sepersepuluhnya prototipe, panjang, lebar dan tingginya masing-masing harus sepersepuluhnya pula. Bukan ini saja; bentuk
keseluruhannya harus sepersepuluhnya bentuk prototipe. Secara teknis kita menyebut titik- titiknya yang homolog, artinya mempunyai letak nisbi yang sama. Misalnya hidung prototipe
homolog atau berhomologj dengan hidung model, dan ujung sayap kiri prototipe haul log dengan ujung sayap kiri model. Maka syarat keserupaan geometri ialah bahwa semua titik
yang homolog mempunyai nisbah skala-linear yang sama. Ini berlaku baik untuk geometri f, luida maupun untuk geometri model:
Semua sudut dan semua arah aliran dipertahankan dalam keserupaan geometri Kiblat model dan prototipe terhadap sekelilingnya harus identik.
108
Gambar 5.2 : Keserupaan geometri dalam pengujian model; a prototype, b model berskala 110
Gambar 5.2 melukiskan sebuah prototipe sayap dan model yang skalanya sepersepuluh. Ukuran model itu semuanya sepersepuluh ukuran prototipe, tetapi sudut tempuhnya terhadap
aliran bebas itu sama: 10°, bukan 1°. Segala bentuk rinci model itu harus dibuat dengan skala, dan beberapa di antaranya kurang nyata dan kadang-kadang kelewatan:
Gambar 5-2 Keserupaan geometri dalam pengujian model: a prototipe; b model 1.
Ruji hidung model harus sepersepuluhnya ruji hidung prototipe. 2.
Kekasaran permukaan model harus sepersepuluh kali lipat. 3.
Jika prototipenya mempunyai kawat penjegal lapisan-batas berukuran 5 mm yang dipasang 1,5 m di depan ujung haluannya, modelnya harus diberi kawat penjegal yang
berukuran 0,5 mm, dipasang 0,15 m di depan ujung haluannya. 4.
Kalau prototipenya dibangun dengan keling-keling yang menonjol, model harus mempunyai keling-keling homolog yang menonjol, yang ukurannya sepersepuluhnya.
Begitu selanjutnya. Setiap penyimpangan dari ketentuan rinci ini merupakan pelanggaran keserupaan geometri dan harus dibenarkan dengan pembandingan secara
eksperimental, dengan menunjukkan bahwa perilaku prototipe tidak banyak dipengaruhi oleh perbedaan itu.
Model-model yang tampak serupa bentuknya tetapi nyata-nyata melanggar keserupaan geometri janganlah diperbandingkan, kecuali atas risiko anda sendiri. Gambar 5.3
109
melukiskan situasi ini. Bola-bola pada Gambar 5.3a semuanya serupa secara geometri dan bisa diuji dengan harapan besar bahwa hasilnya bagus jika bilangan Reynolds, bilangan
Froude, dan sebagainya, cocok. Tetapi lonjong-lonjong atau elipsoid dalam gambar 5.3b hanya kelihatannya saja serupa. Sebenarnya lonjong-lonjong itu mempunyai nisbah skala-
linear yang berbeda-beda, dan karenanya tak boleh diperbandingkan secara bernalar, walaupun mereka mempunyai bilangan-bilangan Reynolds, Froude, dan sebagainya, yang
sama. Data untuk lonjong-lonjong ini tak akan sama, dan membandingkan mereka mencerminkan pertimbangan teknis yang jelek.
Gambar 5.3 : Keserupaan dan ketakserupaan geometri aliran: a serupa b takserupa.
2. KESERUPAAN KINEMATIK KINEMATIC SIMILARITY
