Visualisasi Numerik

2.4. Visualisasi Numerik

2.4.1 Pembuatan Geometri dan meshing

Untuk pembuatan geometri model bend digunakan software GAMBIT 2.4.6. Gambar 4 menunjukkan pem-

buatan geometri rectangular bend 90 o pada GAMBIT. Namun selain GAMBIT 2.4.6, juga bisa digunakan software

CAD/CAM lain seperti Mechanical Desktop, Solid Work, AUTO CAD , dll untuk membuat geometri yang nantinya di import ke dalam file iges. Berikut ini adalah urutan langkah-

langkah dalam menggunakan GAMBIT: Gambar 5. Pemilihan solver  Pembuatan geometri

b. Mengimpor dan memeriksa mesh  Meshing geometri

Vertices – Edges – Face - Volume

Mesh model yang telah dibuat di GAMBIT setelah dibuka Volume mesh

pada FLUENT harus di cek terlebih dahulu apakah mesh  Spesifikasi tipe zona

tersebut terdapat kesalahan (error) atau tidak. Apabila Tipe boundary:

terdapat pesan error pada konsol FLUENT atau jika nilai - velocity inlet pada sisi inlet

minimum volume adalah negatif, maka mesh model tersebut - pressure outlet pada sisi outlet

harus diperbaiki dahulu. Pemeriksaan mesh ditunjukkan - wall pada dinding

pada Gambar 6

Gambar 4. Pembuatan geometri rectangular bend 90 o Gambar 6. Mengimpor dan memeriksa mesh

c. Memilih formulasi solver Pada Gambar 7 menunjukkan pemilihan formulasi Perangkat Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk

2.4.2 Langkah-langkah Simulasi FLUENT 6.3.26

solver . Pada simulasi kali ini digunakan formulasi solver simulasi dalam penelitian ini digunakan software FLUENT

pressure based yang secara umum solver ini banyak diguna- pressure based yang secara umum solver ini banyak diguna-

f. Menentukan kondisi operasi

patan aliran rendah sampai menengah (bilangan Mach<1).

Gambar 10. Penentuan kondisi operasi

Gambar 10 menunjukkan penentuan kondisi operasi. Langkah ini merupakan perkiraan tekanan operasi, dalam simulasi ini tekanan menggunakan 101325 pa untuk daerah operasi.

Gambar 7. Pemilihan formulasi solver

g. Menentukan boundary condition

d. Menentukan model viscous

Gambar 11. Penentuan boundary condition

Gambar 8. Penentuan model viscous Gambar 11 menunjukkan penentuaan boundary cond- ition. Langkah ini merupakan penentuan parameter-para- Gambar 8 menunjukkan penentuan model viscous pada

meter dan batasan yang mungkin terjadi pada aliran. Kondisi simulasi kali ini. Sebelum menentukan model viscous, harus

batas inlet adalah velocity inlet sebesar U ≈ 15 m/s (Re ≈ ditentukan terlebih dahulu apakah aliran yang akan disimu-

68400) Kondisi batas outlet adalah Pressure Outlet. lasikan termasuk dalam aliran laminar atau turbulen dengan

menghitung bilangan reynold terlebih dahulu.

h. Inisialisasi medan aliran

e. Menentukan sifat material

Gambar 12. Penentuan inisialisasi Gambar 9. Penentuan sifat material Gambar 12 merupakan penentuan inisialisasi. Sebelum

Gambar 9 merupakan penentuan jenis material yang akan proses iterasi diperlukan inisiasi (tebakan awal) sebelum digunakaan dalam simulasi, yaitu udara dengan densitas

memulai perhitungan. Tebakan awal dihitung dari kondisi

3 1,224 kg/m -5 dan viskositas 1,7894x10 kg/m.s.

batas dari sisi masuk.

i. Melakukan iterasi

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Ini adalah tahap penyelesaian masalah berupa proses iterasi sampai mencapai harga kriteria konvergensi yang

Pada sisi radial section koefisien tekanan (Cp) menga- diinginkan, dalam pemodelan ini harganya sebesar 10 .

lami peningkatan seiring pertambahan radius kelengkungan Untuk kriteria konvergensi dapat dilihat pada gambar 10

rectangular bend , dapat disimpulkan bahwa semakin besar dibawah ini.

jari-jari kelengkungan, tekanan semakin besar. Selisih te- kanan yang terjadi antara sisi inner dan sisi outer pada radial section terlihat sangat signifikan, kondisi tersebut dapat menyebabkan potensi secondary flow dan menimbulkan terjadinya blockage area akibat sirkulasi searah radial karena adanya perbedaan tekanan yang tinggi. Adanya interaksi boundary layer pada corner juga dapat menyebabkan feno- mena vortex.

Berikut ini adalah grafik hasil yang didapat setelah dilakukan eksperimen dan analisa Numerik dengan berbagai

bilangan Reynolds (68400 (3) , 103000 , 150000 )

-0.2 Cp 0 radial fluent Gambar 13. Kriteria konvergensi

radial exp

-0.6 -0.8

Gambar 16. Grafik verifikasi Cp radial eksperimen dan Cp radial fluent (Re 68400)

Gambar 14. Panel iterasi

Cp -0.2

radial fluent

-0.6 -0.7 -0.8

Plane (X/L)

Gambar 17. Grafik verifikasi Cp radial eksperimen dan Cp radial fluent (Re 103000)

Gambar 15.

Proses iterasi 0.3

Gambar 14 menunjukkan panel iterasi, Setelah di-inisiasi, iterasi dijalankan dengan mengklik iterate pada panel iterasi. -0.1

Cp -0.2

Sedangkan Gambar 15 merupakan gambar proses iterasi, radial

proses iterasi ini dilakukan hingga memenuhi kriteria

-0.5 -0.6

radial fluent

konvergensi yang disyaratkan.

j. Post processing 0123456789 Merupakan penampilan hasil serta analisa terhadap hasil

Plane (X/L)

yang telah diperoleh. Penggunaan model numerik dapat

menghasilkan kontur koefisien tekanan statis, vektor dan Gambar 18. Grafik verifikasi Cp radial eksperimen dan Cp kontur kecepatan.

radial fluent (Re 150000) radial fluent (Re 150000)

Pada simulasi fluent dengan berbagai variasi kecepatan aliran masuk (angka Reynods yang berbeda), dimensi 50 mm x 100 mm tidak terjadi separasi dikarenakan fluida masih mempunyai momentum untuk melawan gradient tekanan.