Simulasi Aerodinamis Dan Tegangan Propeler Pesawat Tipe Airfoil Naca M6 Melalui Analisa Komputasi Dinamika Menggunakan Material Paduan (94% Al-6% Mg)
SIMULASI AERODINAMIS DAN TEGANGAN PROPELER
PESAWAT TIPE AIRFOIL NACA M6 MELALUI ANALISA
KOMPUTASI DINAMIKA MENGGUNAKAN MATERIAL
PADUAN (94% Al-6% Mg)
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
KAREL CORES NAPITUPULU
090401063
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Propeler adalah salah satu jenis sistem propulsi yang digunakan pada pesawat.
Fungsi utama propeler adalah mengubah gaya putar menjadi gaya dorong. Gaya
dorong atau thrust dipengaruhi oleh sudut puntir atau angle of attack bilah propeler
dan tercipta akibat perbedaan tekanan antara bagian depan dan belakang propeler.
Propeler yang digunakan sebagai penelitian pada skripsi ini adalah propeler 3 bilah
dengan menggunakan tipe airfoil NACA M6. Tugas akhir ini akan menampilkan
karakteristik perubahan bentuk aliran udara yang terbentuk beserta nilai kontur
tegangan yang dihasilkan ketika propeler tersebut diputar dengan variasi kecepatan
putar 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm dengan menggunakan analisa
komputasi dinamika fluida (CFD) Solidwork dan Ansys. Perubahan aliran udara yang
terbentuk ditunjukkan dengan nilai energi tubulensinya. Semakin tinggi kecepatan
putar propeler, akan semakin besar nilai energi tubulensi dan kecepatan udara yang
dihasilkan. Nilai parameter kecepatan dan kontur tegangan yang terjadi pada propeler
yang berputar pada kecepatan 1000 rpm sebasar 34,33 m/s dan 3,112 kPa, pada
propeller yang berputar pada kecepatan 1500 rpm sebesar 51,33 m/s dan 7,249 kPa,
pada propeller yang berputar pada kecepatan 2000 rpm sebesar 68,33 m/s dan 12,793
kPa, pada propeller yang berputar pada kecepatan 2500 rpm sebesar 85,66 m/s dan
19,578 kPa.
Kata kunci: Propeler, NACA M6, Putaran, Angle of attack, Energi Turbulen,
Tegangan
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Propeller is one of the important components in the plane. Propellers function is to
generate Thrust with a given input rotary power from the engine. Thrust is generated
due to the influence of the angle of attack on the propeller blades. Propellers are used
as research in this project is the 3-blade propeller with using NACA airfoil type M6.
This final project will show changes in the form of air flow is formed along the
contour of the stress value generated when the propeller is rotated by rotational speed
variation 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, and 2500 rpm by using computational fluid
dynamics analysis (CFD) Solidwork and Ansys. Changes in air flow is formed is
indicated by the value of energy turbulent. The higher the propeller rotational speed,
the greater the value of energy tubulent and the resulting air speed will also increase.
Stress contour value that occurs on the propeller rotating at a speed of 1000 rpm sebasar
3112.1 Pa, the propeller rotates at a speed of 1500 rpm at 7249 Pa, the propeller rotates at
a speed of 2000 rpm for 12 793 Pa, the propeller rotates at a speed of 2500 rpm of
19,578 Pa.
Keyword: Propeller, NACA M6, Thrust, Angle of Attack, Energy Turbulent, Stress
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Bagian – Bagian Propeler ......................................................................... 7
Gambar 2.2
Luas Permukaan Sebuah Baling Propeller ............................................... 8
Gambar 2.3
Elemen Pada Baling – Baling
Propeller....................................................
Gambar 2.4
9
Sudut Pada Baling – Baling
Propeler........................................................ 9
Gambar 2.5
Udara
Relatif.............................................................................................
Gambar 2.6
Jalur Pergerakan Propeler
.......................................................................
Gambar 2.7
11
Aliran Plat Penggerak (Actuator Disk
Flow)............................................
Gambar 2.9
12
Tegangan Pada
Propeler............................................................................
Gambar 3.1
10
Geometric dan Effective
Pitch..................................................................
Gambar 2.8
10
14
Propeler NACA
M6...................................................................................19
Gambar 3.2
Diagram Alir
Penelitian.............................................................................21
Gambar 3.3
Koordinat Airfoil NACA
M6....................................................................22
Gambar 3.4
Pengisian Koordinat Airfoil NACA M6
...................................................23
Gambar 3.5
Input Sudut
Serang....................................................................................23
Gambar 3.6
Input Rotating
Region...............................................................................24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.7
Pemilihan Jenis
Fluida,,,,...........................................................................
Gambar 3.8
25
Input Parameter Kecepatan
Aliran............................................................25
Gambar 3.9
Setting Cmputational
Boundaries.............................................................26
Gambar 3.10
Input Parameter Goal
Simulasi.................................................................26
Gambar 3.11
Kontur Velocity Fluida Yang Melalui Airfoil NACA
M6.......................27
Gambar 3.12
Kontur Energi Turbulen Pada Airfoil NACA
M6....................................27
Gambar 3.13
Display Kontur Energi Turbulen Pada Airfoil NACA
M6.......................28
Gambar 3.14
Input Geometri
Propeler............................................................................28
Gambar 3.15
Meshing
Propeler......................................................................................29
Gambar 3.16
Setup Calculation Simulasi
Fluent............................................................29
Gambar 3.17
Input Material Untuk
Propeler..................................................................30
Gambar 3.18
Setting Proses Simulasi Static
Structural..................................................31
Gambar 3.19
Pemilihan Solusi
Simulasi.........................................................................31
Gambar 4.1
Skala
Airfoil..............................................................................................32
Gambar 4.2
Plane Airfoil Pada Jarak 33
cm................................................................33
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3
Loft Antara Kedua
Airfoil........................................................................33
Gambar 4.4
Loft
Plot
Pada
Jarak
4cm.................................................................34
Gambar 4.5
Input Sudut Puntir Pada
Propeler..............................................................34
Gambar 4.6
Proses Pembuatan Hub
Propeler...............................................................35
Gambar 4.7
Membuat 3 Bilah
Propeler........................................................................36
Gambar 4.8
Bentuk Propeler Secara
Keseluruhan........................................................36
Gambar 4.9
Aliran Udara Pada 1000
rpm.....................................................................37
Gambar 4.10
Aliran Udara Pada 1500
rpm.....................................................................38
Gambar 4.11
Aliran Udara Pada 2000
rpm.....................................................................39
Gambar 4.12
Aliran Udara Pada 2500
rpm.....................................................................40
Gambar 4.13
Grafik Parameter Max Dynamics
Preassure..............................................41
Gambar 4.14
Grafik Paramter Max
Velocity...................................................................42
Gambar 4.15
Grafik Parameter Max Energi
Turbulen.....................................................42
Gambar 4.16
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 34,33
m/s....................................43
Gambar 4.17
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 51,33
m/s....................................43
Gambar 4.18
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 68,33
m/s....................................44
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.19
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 85,66
m/s....................................44
Gambar 4.20
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 1000
rpm..........................45
Gambar 4.21
Kontur Elatisitas Pada Propeler 1000
rpm...................................................45
Gambar 4.22
Kontur Tegangan Pada Propeler 1000
rpm..................................................46
Gambar 4.23
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 1500
rpm...........................46
Gambar 4.24
Kontur Elatisitas Pada Propeler 1500
rpm...................................................47
Gambar 4.25
Kontur Tegangan Pada Propeler 1500
rpm..................................................47
Gambar 4.26
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 2000
rpm...........................48
Gambar 4.27
Kontur Elatisitas Pada Propeler 2000
rpm...................................................48
Gambar 4.28
Kontur Tegangan Pada Propeler 2000
rpm..................................................49
Gambar 4.29
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 2500
rpm...........................49
Gambar 4.30
Kontur Elatisitas Pada Propeler 2500
rpm...................................................50
Gambar 4.31
Kontur Tegangan Pada Propeler 2500
rpm..................................................50
Gambar 4.32
Aliran Udara Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 1000
rpm.........................51
Gambar 4.33
Aliran Udara Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 2500
rpm.........................52
Gambar 4.34
Kontur Perubahan Bentuk Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s.........53
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.35
Kontur Regangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s......................53
Gambar 4.36
Kontur Tegangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s......................54
Gambar 4.37
Kontur Perubahan Bentuk Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s........54
Gambar 4.38
Kontur Regangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s.....................55
Gambar 4.39
Kontur Tegangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s.....................55
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Lokasi Dan Aktifitas Penelitian.............................................17
Tabel 3.2
Spesifikasi Data....................................................................18
Tabel 3.3
Spesifikasi Fluida..................................................................19
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Propeler Dengan Variasi Kecepatan Putar......41
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Arti
Satuan
c
Kecepatan Suara
m/s
T
Temperatur
K
ζ
Impedansi
rayl
ϒ
Rasio Panas Spesifik
-
Massa Jenis
kg/m3
v
kecepatan
m/s
Q
Debit
m3/s
P
Tekanan
Pa
Nb
Jumlah Blade
-
D
Diameter
m
r
Radius
m
A
Luas Penampang
cm2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................i
ABSTRACT..........................................................................................................ii
KATA PENGANTAR .........................................................................................iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................iv
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR............................................................................................vi
DAFTAR TABEL................................................................................................vii
DAFTAR NOTASI ..............................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penilitian ........................................................................................... 2
1.3.1 Tujuan Umum .................................................................................... 2
1.3.2 Tujuan Khusus ................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ........................................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan...................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Propeller ..................................................................................................... 4
2.2 Airfoil ......................................................................................................... 6
2.3 Bagian-Bagian Propeler.............................................................................. 7
2.4 Dasar Elemen Propeller .............................................................................. 8
2.5 Teori Momentum Sederhana ...................................................................... 11
Universitas Sumatera Utara
2.6 Gaya Yang Terjadi Pada Propeler .............................................................. 13
2.7 Tegangan Yang Terjadi Pada Propeller Yang Berputar ............................. 14
2.8 Computational Fluid Dynamics (CFD) ...................................................... 15
2.8.1 Definisi CFD....................................................................................15
2.8.2 Teori CFD Fluent dan Static Structural.............................................15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Pendahuluan ............................................................................................. 17
3.2 Variabel Penelitian .................................................................................. 17
3.2.1 Variabel Terikat ............................................................................. 17
3.2.2 Variabel Bebas ............................................................................... 17
3.3 Peralatan Yang Digunakan....................................................................... 18
3.4 Spesifikasi Data ....................................................................................... 18
3.5 Spesifikasi Fluida .................................................................................... 19
3.6 Urutan Proses Analisa ............................................................................20
3.7 Diagram Alir Penelitian...........................................................................21
3.8 Tahap Pengujian Propeler........................................................................22
3.9 Simulasi Airfoil NACA M6....................................................................27
3.9.1 Kontur Kecepatan Airfoil NACA M6.............................................27
3.9.2 Kontur Energi Turbulen Airfoil NACA M6...................................27
3.10 Simulasi Ansys-Fluent..........................................................................28
3.11 Simulasi Ansys-Static Structural...........................................................30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Membuat Modelling Propeller Tipe NACA M6...... ................................ 32
Universitas Sumatera Utara
4.2 Melakukan Simulasi Propeller ................................................................. 37
4.2.1 Simulasi Aliran Udara Pada Propeller ............................................ 37
4.2.2 Simulasi Tekanan Pada Propeller...................................................42
4.2.3 Simulasi Tegangan Pada Propeller.................................................45
4.3 Membandingkan Dengan Propeller tipe Clark-Y....................................50
4.3.1 Simulasi aliran udara......................................................................50
4.3.2 Simulasi tegangan...........................................................................53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 56
5.2 Saran ........................................................................................................... 57
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
PESAWAT TIPE AIRFOIL NACA M6 MELALUI ANALISA
KOMPUTASI DINAMIKA MENGGUNAKAN MATERIAL
PADUAN (94% Al-6% Mg)
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
KAREL CORES NAPITUPULU
090401063
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Propeler adalah salah satu jenis sistem propulsi yang digunakan pada pesawat.
Fungsi utama propeler adalah mengubah gaya putar menjadi gaya dorong. Gaya
dorong atau thrust dipengaruhi oleh sudut puntir atau angle of attack bilah propeler
dan tercipta akibat perbedaan tekanan antara bagian depan dan belakang propeler.
Propeler yang digunakan sebagai penelitian pada skripsi ini adalah propeler 3 bilah
dengan menggunakan tipe airfoil NACA M6. Tugas akhir ini akan menampilkan
karakteristik perubahan bentuk aliran udara yang terbentuk beserta nilai kontur
tegangan yang dihasilkan ketika propeler tersebut diputar dengan variasi kecepatan
putar 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, dan 2500 rpm dengan menggunakan analisa
komputasi dinamika fluida (CFD) Solidwork dan Ansys. Perubahan aliran udara yang
terbentuk ditunjukkan dengan nilai energi tubulensinya. Semakin tinggi kecepatan
putar propeler, akan semakin besar nilai energi tubulensi dan kecepatan udara yang
dihasilkan. Nilai parameter kecepatan dan kontur tegangan yang terjadi pada propeler
yang berputar pada kecepatan 1000 rpm sebasar 34,33 m/s dan 3,112 kPa, pada
propeller yang berputar pada kecepatan 1500 rpm sebesar 51,33 m/s dan 7,249 kPa,
pada propeller yang berputar pada kecepatan 2000 rpm sebesar 68,33 m/s dan 12,793
kPa, pada propeller yang berputar pada kecepatan 2500 rpm sebesar 85,66 m/s dan
19,578 kPa.
Kata kunci: Propeler, NACA M6, Putaran, Angle of attack, Energi Turbulen,
Tegangan
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Propeller is one of the important components in the plane. Propellers function is to
generate Thrust with a given input rotary power from the engine. Thrust is generated
due to the influence of the angle of attack on the propeller blades. Propellers are used
as research in this project is the 3-blade propeller with using NACA airfoil type M6.
This final project will show changes in the form of air flow is formed along the
contour of the stress value generated when the propeller is rotated by rotational speed
variation 1000 rpm, 1500 rpm, 2000 rpm, and 2500 rpm by using computational fluid
dynamics analysis (CFD) Solidwork and Ansys. Changes in air flow is formed is
indicated by the value of energy turbulent. The higher the propeller rotational speed,
the greater the value of energy tubulent and the resulting air speed will also increase.
Stress contour value that occurs on the propeller rotating at a speed of 1000 rpm sebasar
3112.1 Pa, the propeller rotates at a speed of 1500 rpm at 7249 Pa, the propeller rotates at
a speed of 2000 rpm for 12 793 Pa, the propeller rotates at a speed of 2500 rpm of
19,578 Pa.
Keyword: Propeller, NACA M6, Thrust, Angle of Attack, Energy Turbulent, Stress
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Bagian – Bagian Propeler ......................................................................... 7
Gambar 2.2
Luas Permukaan Sebuah Baling Propeller ............................................... 8
Gambar 2.3
Elemen Pada Baling – Baling
Propeller....................................................
Gambar 2.4
9
Sudut Pada Baling – Baling
Propeler........................................................ 9
Gambar 2.5
Udara
Relatif.............................................................................................
Gambar 2.6
Jalur Pergerakan Propeler
.......................................................................
Gambar 2.7
11
Aliran Plat Penggerak (Actuator Disk
Flow)............................................
Gambar 2.9
12
Tegangan Pada
Propeler............................................................................
Gambar 3.1
10
Geometric dan Effective
Pitch..................................................................
Gambar 2.8
10
14
Propeler NACA
M6...................................................................................19
Gambar 3.2
Diagram Alir
Penelitian.............................................................................21
Gambar 3.3
Koordinat Airfoil NACA
M6....................................................................22
Gambar 3.4
Pengisian Koordinat Airfoil NACA M6
...................................................23
Gambar 3.5
Input Sudut
Serang....................................................................................23
Gambar 3.6
Input Rotating
Region...............................................................................24
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.7
Pemilihan Jenis
Fluida,,,,...........................................................................
Gambar 3.8
25
Input Parameter Kecepatan
Aliran............................................................25
Gambar 3.9
Setting Cmputational
Boundaries.............................................................26
Gambar 3.10
Input Parameter Goal
Simulasi.................................................................26
Gambar 3.11
Kontur Velocity Fluida Yang Melalui Airfoil NACA
M6.......................27
Gambar 3.12
Kontur Energi Turbulen Pada Airfoil NACA
M6....................................27
Gambar 3.13
Display Kontur Energi Turbulen Pada Airfoil NACA
M6.......................28
Gambar 3.14
Input Geometri
Propeler............................................................................28
Gambar 3.15
Meshing
Propeler......................................................................................29
Gambar 3.16
Setup Calculation Simulasi
Fluent............................................................29
Gambar 3.17
Input Material Untuk
Propeler..................................................................30
Gambar 3.18
Setting Proses Simulasi Static
Structural..................................................31
Gambar 3.19
Pemilihan Solusi
Simulasi.........................................................................31
Gambar 4.1
Skala
Airfoil..............................................................................................32
Gambar 4.2
Plane Airfoil Pada Jarak 33
cm................................................................33
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3
Loft Antara Kedua
Airfoil........................................................................33
Gambar 4.4
Loft
Plot
Pada
Jarak
4cm.................................................................34
Gambar 4.5
Input Sudut Puntir Pada
Propeler..............................................................34
Gambar 4.6
Proses Pembuatan Hub
Propeler...............................................................35
Gambar 4.7
Membuat 3 Bilah
Propeler........................................................................36
Gambar 4.8
Bentuk Propeler Secara
Keseluruhan........................................................36
Gambar 4.9
Aliran Udara Pada 1000
rpm.....................................................................37
Gambar 4.10
Aliran Udara Pada 1500
rpm.....................................................................38
Gambar 4.11
Aliran Udara Pada 2000
rpm.....................................................................39
Gambar 4.12
Aliran Udara Pada 2500
rpm.....................................................................40
Gambar 4.13
Grafik Parameter Max Dynamics
Preassure..............................................41
Gambar 4.14
Grafik Paramter Max
Velocity...................................................................42
Gambar 4.15
Grafik Parameter Max Energi
Turbulen.....................................................42
Gambar 4.16
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 34,33
m/s....................................43
Gambar 4.17
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 51,33
m/s....................................43
Gambar 4.18
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 68,33
m/s....................................44
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.19
Kontur Tekanan Pada Kecepatan Udara 85,66
m/s....................................44
Gambar 4.20
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 1000
rpm..........................45
Gambar 4.21
Kontur Elatisitas Pada Propeler 1000
rpm...................................................45
Gambar 4.22
Kontur Tegangan Pada Propeler 1000
rpm..................................................46
Gambar 4.23
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 1500
rpm...........................46
Gambar 4.24
Kontur Elatisitas Pada Propeler 1500
rpm...................................................47
Gambar 4.25
Kontur Tegangan Pada Propeler 1500
rpm..................................................47
Gambar 4.26
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 2000
rpm...........................48
Gambar 4.27
Kontur Elatisitas Pada Propeler 2000
rpm...................................................48
Gambar 4.28
Kontur Tegangan Pada Propeler 2000
rpm..................................................49
Gambar 4.29
Kontur Total Perubahan Bentuk Pada Propeler 2500
rpm...........................49
Gambar 4.30
Kontur Elatisitas Pada Propeler 2500
rpm...................................................50
Gambar 4.31
Kontur Tegangan Pada Propeler 2500
rpm..................................................50
Gambar 4.32
Aliran Udara Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 1000
rpm.........................51
Gambar 4.33
Aliran Udara Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 2500
rpm.........................52
Gambar 4.34
Kontur Perubahan Bentuk Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s.........53
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.35
Kontur Regangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s......................53
Gambar 4.36
Kontur Tegangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 10
m/s......................54
Gambar 4.37
Kontur Perubahan Bentuk Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s........54
Gambar 4.38
Kontur Regangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s.....................55
Gambar 4.39
Kontur Tegangan Propeler Clark-Y Pada Kecepatan 50
m/s.....................55
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1
Lokasi Dan Aktifitas Penelitian.............................................17
Tabel 3.2
Spesifikasi Data....................................................................18
Tabel 3.3
Spesifikasi Fluida..................................................................19
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Propeler Dengan Variasi Kecepatan Putar......41
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Arti
Satuan
c
Kecepatan Suara
m/s
T
Temperatur
K
ζ
Impedansi
rayl
ϒ
Rasio Panas Spesifik
-
Massa Jenis
kg/m3
v
kecepatan
m/s
Q
Debit
m3/s
P
Tekanan
Pa
Nb
Jumlah Blade
-
D
Diameter
m
r
Radius
m
A
Luas Penampang
cm2
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................i
ABSTRACT..........................................................................................................ii
KATA PENGANTAR .........................................................................................iii
DAFTAR ISI ........................................................................................................iv
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR............................................................................................vi
DAFTAR TABEL................................................................................................vii
DAFTAR NOTASI ..............................................................................................ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penilitian ........................................................................................... 2
1.3.1 Tujuan Umum .................................................................................... 2
1.3.2 Tujuan Khusus ................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ........................................................................................... 3
1.5 Sistematika Penulisan...................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Propeller ..................................................................................................... 4
2.2 Airfoil ......................................................................................................... 6
2.3 Bagian-Bagian Propeler.............................................................................. 7
2.4 Dasar Elemen Propeller .............................................................................. 8
2.5 Teori Momentum Sederhana ...................................................................... 11
Universitas Sumatera Utara
2.6 Gaya Yang Terjadi Pada Propeler .............................................................. 13
2.7 Tegangan Yang Terjadi Pada Propeller Yang Berputar ............................. 14
2.8 Computational Fluid Dynamics (CFD) ...................................................... 15
2.8.1 Definisi CFD....................................................................................15
2.8.2 Teori CFD Fluent dan Static Structural.............................................15
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Pendahuluan ............................................................................................. 17
3.2 Variabel Penelitian .................................................................................. 17
3.2.1 Variabel Terikat ............................................................................. 17
3.2.2 Variabel Bebas ............................................................................... 17
3.3 Peralatan Yang Digunakan....................................................................... 18
3.4 Spesifikasi Data ....................................................................................... 18
3.5 Spesifikasi Fluida .................................................................................... 19
3.6 Urutan Proses Analisa ............................................................................20
3.7 Diagram Alir Penelitian...........................................................................21
3.8 Tahap Pengujian Propeler........................................................................22
3.9 Simulasi Airfoil NACA M6....................................................................27
3.9.1 Kontur Kecepatan Airfoil NACA M6.............................................27
3.9.2 Kontur Energi Turbulen Airfoil NACA M6...................................27
3.10 Simulasi Ansys-Fluent..........................................................................28
3.11 Simulasi Ansys-Static Structural...........................................................30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Membuat Modelling Propeller Tipe NACA M6...... ................................ 32
Universitas Sumatera Utara
4.2 Melakukan Simulasi Propeller ................................................................. 37
4.2.1 Simulasi Aliran Udara Pada Propeller ............................................ 37
4.2.2 Simulasi Tekanan Pada Propeller...................................................42
4.2.3 Simulasi Tegangan Pada Propeller.................................................45
4.3 Membandingkan Dengan Propeller tipe Clark-Y....................................50
4.3.1 Simulasi aliran udara......................................................................50
4.3.2 Simulasi tegangan...........................................................................53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 56
5.2 Saran ........................................................................................................... 57
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara