Pengembangan sebuah perangkat lunak software CFD mampu memberikan kekuatan untuk mensimulasikan aliran fluida, perpindahan panas, perpindahan massa, benda-benda
bergerak, aliran multifasa, reaksi kimia, interaksi fluida dan struktur, dan sistem akustik hanya dengan permodelan di komputer. Dengan menggunakan software ini dapat dibuat
virtual prototype dari sebuah system atau alat yang ingin dianalisa dengan menerapkan kondisi nyata di lapangan. Dengan menggunakan software CFD akan didapatkan data-
data, gambar-gambar, atau kurva-kurva yang menunjukkan prediksi dari performansi keandalan sistem yang akan didesain.
3.1.2 Penggunaan CFD
Dalam aplikasinya CFD dapat dipergunakan bagi : -
Arsitek untuk mendesain ruang atau lingkungan yang aman dan nyaman. -
Desainer kendaraan untuk meningkatkan karakter aerodinamiknya. -
Analisis kimia untuk memaksimalkan hasil dari reaksi kimia dalam peralatan. -
Bidang petrokimia untuk strategi optimal dari oil recovery. -
Bidang kedokteran untuk mengobati penyakit arterial computational hemodynamics -
Metereologis untuk meramalkan cuaca dan memperingatkan akan terjadinya bencana alam. -
Analis failure untuk mencari sumber-sumber kegagalan misalnya pada suatu sistem pembakaran atau aliran uap panas.
- Organisasi militer untuk mengembangkan senjata dan mengestimasi seberapa besar kerusakan
yang diakibatkannya. Penggunaan CFD umumnya berhubungan dengan keempat hal berikut :
1. Studi konsep dari desain baru
2. Pengembangan produk secara detail
3. Analisis kegagalan atau troubleshouting
4. Desain ulang re-design
3.1.3 Manfaat CFD
Ditinjau dari segi manfaat terdapat tiga hal yang merupakan alasan kuat kenapa harus menggunakan CFD, yakni :insight, foresight, dan efficiency.
1 Insight – Pemahaman Mendalam
Apabila dalam mendesain sebuah system atau alat yang sulit untuk dibuat prototype-nya atau sulit untuk dilakukan pengujian, analisis CFD memungkinkan untuk digunakan
secara virtual ke dalam alatsistem yang dapat disaksikan melalui CFD yang belum tentu dapat dilihat dengan cara lainnya.
2 Foresight – Prediksi Menyeluruh
Dikarenakan CFD adalah alat untuk memprediksi apa yang akan terjadi pada alatsistem yang didesain dengan satu atau lebih kondisi batas, maka dapat ditentukan desain
yang optimal. 3
Efficiency – Efisiensi Waktu dan Biaya Foresight yang diperoleh dari CFD dapat membantu untuk mendesain lebih cepat dan
lebih hemat biaya. Analisissimulasi CFD akan memperpendek waktu riset dan desain sehingga juga akan mempercepat produk untuk sampai ke pasaran.
3.1.4 Proses Simulasi CFD
Pada umumnya terdapat tiga tahapan yang harus dilakukan ketika melakukan simulasi CFD, yaitu sebagai berikut :
1 Preprocessing
Hal ini merupakan langkah pertama dalam membangun dan menganalisis sebuah model CFD. Teknisnya adalah membuat membuat model dalam paket CAD Computer Aided
Design, membuat mesh yang sesuai, kemudian menerapkan kondisi batas dan sifat-sifat fluidanya.
2 Solving
Solvers program inti pencari solusi CFD menghitung kondisi-kondisi yang diterapkan pada saat preprocessing.
3 Postprocessing
Hal ini adalah langkah terakhir dalam analisis CFD. Hal yang dilakukan pada langkah ini adalah mengorganisasi dan menginterpretasi data hasil simulasi CFD yang bisa berupa
gambar, kurva , dan animasi.
Beberapa prosedur yang digunakan pada semua pendekatan program CFD, yaitu sebagai berikut :
1 Pembuatan geometri dari modelproblem
2 Bidang atau volume yang diisi fluida dibagi menjadi sel-sel kecil meshing
3 Pendefinisian model fisiknya, misalnya : persamaan-persamaan gerak + entalpi + konversi
species zat-zat yang kita definisikan, biasanya berupa komponen dari suatu reaktan 4
Pendefinisian kondisi-kondisi batas, termasuk didalamnya sifat-sifat dan perilaku dari batas- batas modelproblem. Untuk kasus transient, kondisi awal juga didefinisikan.
5 Persamaan-persamaan matematika yang membangun CFD diselesaikan secara iterative, bisa
dalam kondisi tunak steady state atau transient. 6
Analisis dan visualisasi dari solusi CFD.
3.1.5 Metode Diskritisasi CFD
