ANALISA AERODINAMIKA PADA AHMED BODY CAR

UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

ANALISIS AERODINAMIKA PADA AHMED BODY CAR
DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS COMPUTATIONAL FLUID
DYNAMICS (CFD)

http://www.gunadarma.ac.id/

Disusun Oleh:
Nama
: Darussalam
NPM
: 21402214
Nirm
: 20023137710150108
Jurusan
: Teknik Mesin
Pembimbing
: Dr.-ing. Mohamad Yamin
Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat

Mencapai Gelar Strata Satu (S-1)
Jakarta
2008

Abstraksi
Ahmed Body car adalah suatu jenis mobil yang
umum digunakan dalam percobaan simulasi
dengan 3 dimensi
dan bentuk badan mobil
memanjang dan body belakang mobil berbentuk
cembung dengan sudut 30º. Study kasus yang
dibahas adalah menganalisa variabel kecepatan
dan tekanan aliran fluida udara pada ahmed body
car dan mengetahui nilai koefisien tahanan
(darg).
Analisa ini menggunakan program
cosmosflowork berbasis CFD. Tujuan dari analisa
ini adalah untuk mengetahui nilai tekanan dan
hasil grafik dari kecepatan yang diberikan pada
masing – masing body car diantaranya 20

km/Jam, 40 km/Jam, 60 km/Jam, 80 km/Jam, 100
km/Jam.

BAB I
PENDAHULUAN



Latar belakang masalah
Seperti kita ketahui bahwa pengujian keofisien tahanan
angin suatu kendaraan dapat dilakukan di dalam
terowongan angin baik dalam ukuran kendaraan yang
sebenarnya maupun dalam ukuran skala. Akan tetapi
cara-cara
pengujian
koefisien
tahanan
dalam
terowongan angin, baik ukuran sebenarnya maupun
ukuran skala tersebut, membutuhkan waktu dan biaya

yang tidak sedikit. Hal inilah yang menjadi salah satu
pemicu kenapa desainer maupun industri mulai
memanfaatkan
komputasi
dan
simulasi
numerik
Computational Fluid Dynamics (CFD) sebagai solusi
terhadap permasalahan tersebut dengan pertimbangan
kecepatan dalam memperoleh data koefisien tahanan
dan rendahnya biaya yang harus dikeluarkan.



Perumusan Masalah



Permasalah yang diambil pada penulisan ini adalah
perubahan tekanan aliran fluida pada tiap – tiap titik

pada body car sesuai dengan kecepatan yang diberikan
pada body car, yaitu: 20 km/Jam, 40 km/Jam, 60 km/Jam,
80 km/Jam, 100 km/Jam.

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Definisi Fluida.

fluida itu merupakan suatu zat yang dapat dengan mudah berubah
bentuk, tergantung dari tempat fluida itu berada.

Secara umum bila dibedakan dari sudut kemampatannya
(compresibility), maka bentuk fluida terbagi dua jenis, yaitu;
compressible fluid dan incompressible fluid. Yang dimaksud dengan
compressible fluid adalah fluida yang tingkat kerapatannya dapat
berubah-ubah
2.2 Beberapa Istilah dalam Mekanika Fluida
2.2.1Tekanan (Pressure)

Tekanan dalam suatu aliran dapat diketahui dengan persamaan dibawah ini:



(Pascal atau N/m2) ………………………….

(2-1) (1)

2.2.2Debit Aliran
Debit aliran fluida pada umumnya dipergunakan untuk menghitung kecepatan aliran pada masingmasing pipa eksperimen.
2.2.3 Kerapatan (Density)
Kerapatan (density) merupakan jumlah atau kuantitas dari suatu zat.
Pada suatu unit volume, kerapatan dapat dinyatakan dalam tiga
besaran bentuk, yaitu:
1.
2.
3.

Massa jenis (mass density)
Berat jenis (density weigth)
Relative density


2.24 Kekentalan (Viscositas)
Viskositas merupakan suatu sifat fluida yang mendasari diberikannya tahanan terhadap tegangan geser
oleh fluida tersebut

Pada suatu peristiwa, viskositas dibagi menjadi dua macam :
1. Viskositas dinamik atau viskositas mutlak (absolute viscosity)
Viskositas dinamik atau viskositas mutlak (absolute viscosity) ().
2. Viskositas kinematik
Viskositas kinematik () adalah perbandingan antara viskositas mutlak terhadap massa jenis.

2.2.6 Metode Elemen Hingga Satu Dimensi
1. Koordinat global (global coordinate)
Merupakan penggambaran kolom atau struktur secara keseluruhan. Misal
mencari nilai debit aliran di elemen tertentu dari suatu aliran fluida.
2. Koordinat lokal (local coordinate)
Merupakan diskritisasi atau memotong kolom menjadi sejumlah (sembarang
unit) yang lebih kecil. Misal menentukan nilai dari debit di titik tertentu dari
suatu aliran fluida yang sudah terbagi-bagi menjadi beberapa elemen. .[4]
2.2.7Bilangan Reynolds (Reynolds Number)
Bilangan Reynolds digunakan untuk menentukan tipe aliran, apakah aliran

tersebut laminar atau turbulen, serta relatif diantaranya (transisi).
2.3 Klasifikasi Aliran Fluida
Banyak kriteria yang dapat digunakan untuk mengklasifikasikan fluida,
seperti; tipe aliran yang terjadi, karakteristik aliran yang dimiliki, rekayasa
aliran yang dilakukan dan lain-lain. Di mana semua itu dipengaruhi oleh
parameter-parameter fluida serta aliran itu sendiri (seperti; temperatur,
tekanan, viskositas, kecepatan, tekanan dan lain-lain).
2.3.1Tipe Aliran Fluida
1.
Aliran Laminar
2.
Aliran Transisi
3.
Aliran Turbulen

BAB III
DATA DAN ANALISIS AERODINAMIKA PADA AHMED BODY CAR
DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS CFD
3.1 Ahmed Body Car
Ahmed body car adalah suatu jenis mobil yang umum digunakan dalam percobaan

simulasi dengan 3 dimensi dan bentuk badan mobil memanjang dan body belakang
mobil berbentuk cembung.
3.2Langkah-langkah Simulasi
Untuk memudahkan proses simulasi dalam subbab ini akan dijelaskan secara bertahap
proses simulasi yang dimulai dari pembentukan geometri. Secara keseluruhan proses
tersebut terdiri dari lima langkah yaitu:

Membuat model Ahmed Body Car dan menentukan Computital Domain serta
Boundary Condition

Menjalankan Run Solver

Menampilkan Grafik

Proses perhitungan komputer (komputasi)

Menampilkan hasil simulasi


3.3Pengolahan Data dengan Computational Fluid Dynamics (CFD)

Untuk membuat model ahmed body car digunakan salah-satu
program CAD/CAE yaitu Solidwork. Tahap-tahap pembuatannya
adalah sebagai berikut :

Memulai Solidwork

Membuka program Solidwork

Memulai gambar
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3

Menjalankan Perhitungan Run Solver
Pemilihan Perintah Floworks.
Pemilihan Perintah Cosmosflowork
Hasil Finish Run Solver

3.7

3.7.1

Hasil Simulasi Run Solver
Gambar Hasil Run Solver

3.8 Hasil Pengolahan Data Tekanan

Data yang didapat dari hasil simulasi ini menunjukkan bahwa Contours
kecepatan dan tekanan pada ahmed body car yang telah di simulasi
diantaranya dengan kecepatan 20 km/jam, 40 km/Jam, 60 km/Jam, 80 km/
Jam, 100 km/Jam.
3.8.1 Hasil Simulasi Dengan Kecepatan 20 km/jam

Berikut ini adalah gambar dari hasil proses simulasi tersebut dengan
kecepatan 20 km/jam :



Gambar 3.30 Tampilan CutPlot Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 20 km/Jam




Gambar 3.31 Tampilan CutPlot Kecepatan (Velocity)) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 20 km/Jam



Gambar 3.32 Grafik Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car dengan
Kecepatan 20 km/Jam

3.8.2



Hasil Simulasi Dengan Kecepatan 40 km/jam

Gambar 3.33 Tampilan CutPlot Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 40 km/Jam

 



Gambar 3.34 Tampilan CutPlot Kecepatan (Velocity)) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 40 km/Jam

 



Gambar 3.3.5 Grafik Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car dengan
Kecepatan 40 km/Jam



Gambar 3.36 Tampilan CutPlot Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 60 km/Jam



Gambar 3.37 Tampilan CutPlot Kecepatan (Velocity)) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 60 km/Jam

 



Gambar 3.38 Grafik Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car dengan
Kecepatan 60 km/Jam

3.8.4



Hasil Simulasi Dengan Kecepatan 80 km/jam

Gambar 3.39 Tampilan CutPlot Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 80 km/Jam



Gambar 3.40 Tampilan CutPlot Kecepatan (Velocity)) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 80 km/Jam

Gambar 3.41 Grafik Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car dengan Kecepatan
80 km/Jam

3.8.5



Hasil Simulasi Dengan Kecepatan 100 km/jam

Gambar 3.42 Tampilan CutPlot Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 100 km/Jam



Gambar 3.43 Tampilan CutPlot Kecepatan (Velocity)) Ahmed Body Car
dengan Kecepatan 100 km/Jam

 



Gambar 3.44 Grafik Tekanan (Pressure) Ahmed Body Car dengan
Kecepatan 100 km/Jam

 

3.9
Gaya Permukaan
Model solusi yang digunakan dalam simulasi adalah k - ε STD.
Dengan memasukkan harga projected areas (default) ke dalam references
value maka diperoleh harga sebagai berikut:
Tabel 3.1 Koefisien Tahanan (CD)
Ahmed Body
Car

Dengan
Kecepatan

Koefisien
Tahanan (CD)

k–e

20 km/Jam
40 km/Jam
60 km/Jam
80 km/Jam
100 km/Jam

0.09
0.27
0.73
1.07
2.09

BAB IV
PENUTUP


 Kesimpulan



Setelah dilakukan analisa maka dapat diambil kesimpulan :
Berdasarkan analisa yang dilakukan dengan program CFD menunjukkan
adanya fluktuasi (perubahan) nilai dari tekanan yang terjadi pada bagian
ahmed body car. Salah satu faktornya disebabkan oleh perubahan kecepatan
diantaranya sebagai berikut:
Kecepatan 20 km/jam didapat nilai tekanan yang tinggi yaitu 101341 Pa
sedangkan nilai tekanan terendahnya 101308 Pa. .
Kecepatan 40 km/jam didapat nilai tekanan yang tinggi yaitu 101389 Pa
sedangkan nilai tekanan terendahnya 101230 Pa.
Kecepatan 60 km/jam didapat nilai tekanan yang tinggi yaitu 101470 Pa
sedangkan nilai tekanan terendahnya 101106 Pa.
Kecepatan 80 km/jam didapat nilai tekanan yang tinggi yaitu 101582 Pa
sedangkan nilai tekanan terendahnya 100929 Pa.
Kecepatan 100 km/jam didapat nilai tekanan yang tinggi yaitu 101726 Pa
sedangkan nilai tekanan terendahnya 100701 Pa.
 































Di mana untuk nilai tertinggi dari hasil analisa tersebut terjadi pada
kecepatan 100 km/jam yaitu dengan tekanan 101726 Pa sedangkan nilai
tekanan yang terendah adalah 103141 Pa dengan kecepatan 20 km/jam.
Tekanan tertinggi (ditunjukkan dengan warna merah) terjadi pada bagian
depan kabin dan sebagian depan ahmed body car, dimana daerah
tersebut merupakan frontal area.
 
4.2 Saran
Untuk mengahadapi persoalan yang menyangkut mengenai fluida,
khususnya dalam analisa dengan perangkat lunak. Usaha – usaha yang
sebaiknya dilakukan adalah:
Hendaknya mengetahui terlebih dahulu jenis analisa fluida yang ingin
diketahui. Apakah analisa tersebut adalah aliran dalam (interal) atau
aliran luar (eksternal).
Mengetahui kondisi – kondisi fluida awal sebelum dilakukan proses
analisa. Seperti kecepatan, tekanan, jenis fluida dan sebagainya.
Bila ingin melakukan analisa sebelumnya sudah ada suatu sistem yang
dapat dijadikan standar analisa

Daftar Pustaka














Team Yayasan Pendidikan Haster., IKHTISAR RUMUS - RUMUS LENGKAP
FISIKA: Untuk SMU, Penerbit Gunung Ilmu Press, Bandung, 1991.
Olson, M. Reuben., Wright, J. Steven., diterjemahkan Alex Tri Kantjono
Widodo., DASAR – DASAR MEKANIKA FLUIDA TEKNIK, Edisi Kelima,
Cetakan 1, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1993.
Streeter, V. L., Wylie, Benyamin E., diterjemahkan oleh Arko Prijono.,
MEKANIKA FLUIDA, Edisi Kedelapan, Jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1999.
Catatan kuliah Metode Elemen Hingga, Teknik Mesin-Universitas
Gunadarma, Depok.
Harijono Djojodihardjo., MEKANIKA FLUIDA, Erlangga, Jakarta, 1982.
Gerhart, Philip M. dan Gross, Richard j., Fundamental Of Fluid Mechanics,
PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta,1985.
Lembaga Kursus CCIT., Modul Computational Fluid Dynamic, Depok.
 

Dokumen yang terkait

PENGARUH PEMBERIAN SEDUHAN BIJI PEPAYA (Carica Papaya L) TERHADAP PENURUNAN BERAT BADAN PADA TIKUS PUTIH JANTAN (Rattus norvegicus strain wistar) YANG DIBERI DIET TINGGI LEMAK

23 199 21

KEPEKAAN ESCHERICHIA COLI UROPATOGENIK TERHADAP ANTIBIOTIK PADA PASIEN INFEKSI SALURAN KEMIH DI RSU Dr. SAIFUL ANWAR MALANG (PERIODE JANUARI-DESEMBER 2008)

2 106 1

FREKUENSI KEMUNCULAN TOKOH KARAKTER ANTAGONIS DAN PROTAGONIS PADA SINETRON (Analisis Isi Pada Sinetron Munajah Cinta di RCTI dan Sinetron Cinta Fitri di SCTV)

27 310 2

MANAJEMEN PEMROGRAMAN PADA STASIUN RADIO SWASTA (Studi Deskriptif Program Acara Garus di Radio VIS FM Banyuwangi)

29 282 2

ANALISIS PROSPEKTIF SEBAGAI ALAT PERENCANAAN LABA PADA PT MUSTIKA RATU Tbk

273 1263 22

PENERIMAAN ATLET SILAT TENTANG ADEGAN PENCAK SILAT INDONESIA PADA FILM THE RAID REDEMPTION (STUDI RESEPSI PADA IKATAN PENCAK SILAT INDONESIA MALANG)

43 322 21

KONSTRUKSI MEDIA TENTANG KETERLIBATAN POLITISI PARTAI DEMOKRAT ANAS URBANINGRUM PADA KASUS KORUPSI PROYEK PEMBANGUNAN KOMPLEK OLAHRAGA DI BUKIT HAMBALANG (Analisis Wacana Koran Harian Pagi Surya edisi 9-12, 16, 18 dan 23 Februari 2013 )

64 565 20

PEMAKNAAN BERITA PERKEMBANGAN KOMODITI BERJANGKA PADA PROGRAM ACARA KABAR PASAR DI TV ONE (Analisis Resepsi Pada Karyawan PT Victory International Futures Malang)

18 209 45

STRATEGI KOMUNIKASI POLITIK PARTAI POLITIK PADA PEMILIHAN KEPALA DAERAH TAHUN 2012 DI KOTA BATU (Studi Kasus Tim Pemenangan Pemilu Eddy Rumpoko-Punjul Santoso)

119 459 25

PENGARUH BIG FIVE PERSONALITY TERHADAP SIKAP TENTANG KORUPSI PADA MAHASISWA

11 131 124