Persamaan Kekekalan Momentum Persamaan Umum FLUENT

34 � = � � = � � � + diѵ � �………………………………………………2.10 Dua tipe gaya pada partikel fluida, yaitu : a. Gaya badan :  Gaya sentrifugal  Gaya coriolis  Gaya gravitasi b. Gaya pada permukaan:  Gaya viskos  Gaya tekanan Tekanan normal ditandai dengan �, tegangan viskos ditandai dengan �. Untuk menandai arah tegangan viskos ditandai dengan � � . Akhiran i dan j digunakan untuk menandai suatu tegangan kearah j pada suatu permukaan normal arah i. pada gambar 2.7 keadaan tegangan sebuah fluida didefinisikan dalam suatu suku-suku tekanan dan sembilan komponen tegangan viskositas. Gambar 2.35. Tegangan Pada Tiga Bidang Elemen Fluida Versteeg, dkk, 1995 Hasil akhir dari gaya sebuah tegangan permukaan merupakan hasil dari tegangan dan luas. Neto gaya pada arah x merupakan jumlah komponen- komponen gaya yang bekerja pada elemen fluida. Gaya yang sejajar dengan arah 35 sebuah axis koordinat menjadi tanda positif dan arah yang berlawanan menjadi tanda negatif. Gambar 2.36. Tegangan Dalam Arah x Versteeg, dkk, 1995 Pada sisi timur, barat: [ p - �� � �x - � - �� � �x ] �y�z + [ - p + �� � �x + � + �� � �x ] �y�z = - �� � + �� � �x �y�z………………………2.11 Gaya total dalam arah x pada sisi utara, selatan : - � - �� � �y �x�z + � + �� � �y �x�z = �� � �x �y�z……...2.12 Gaya total dalam arah x pada sisi bawah dan atas : - � - �� � �y �x�y+ � + �� � �y �x�y= �� � �x�y�z……………2.13 Gaya total persatuan volume pada fluida disebabkan tegangan-tegangan permukaan sama dengan jumlah dari persamaan 2.11, 2.12, 2.13 dibagi oleh volume �x�y�z : � −�+� � + �� � + �� � ……………………………………………… 2.14 36 Persamaan momentum pada x ditentukan dengan menetapkan perubahan momentum x dari suatu fluida dengan gaya total dalam arah x yag disebabkan oleh tegangan permukaan ditambah kelajuan peningkatan momentum x yang disebabkan oleh source. Dengan tidak mempertimbangkan gaya badan lebih detail hasil secara menyeluruh bisa dimasukkan dengan mendefinisikan sebuah source � dari x persatuan volume, persatuan waktu. � � � = � −�+�� � + �� � + �� � + � ………………………………… 2.15 Untuk membuktikan bahwa komponen y persamaan momentum : � � � = �� � + � −�+�� � + �� � + � ……………………………….. 2.16 dan juga komponen z persamaan momentum: � � � = �� � + �� � + � −�+�� � + � ………………………………… 2.17

2.6 General

2.6.1 Solver 1. Pressure-Based

Kecepatan yang diperolah dari persamaan momentum, konversi massa kontinuitas didapatkan dengan menghitung tekanan, persamaan energi jika perlu yang diselesaikan secara berurutan dan persamaan skalar tambahan juga diselesaikan dalam mode terpisah.

2. Density-Based

Persamaan yang mengatur kontinuitas, energi diselesaikan bersama. Persamaan skalar tambahan diselesaikan secara terpisah. 37

2.7 Models

2.7.1 Multifasa 1. Volume Of Fluid VOF

Digunakan untuk dua atau lebih fluida yang memiliki hubungan antar muka. Persamaan momentum digunakan untuk setiap fasa fluida dan fraksi volume digunakan untuk setiap fluida pada perhitungan yang diamati melalui seluruh bidang asal.

2. Mixture

Digunakan untuk aliran yang berbentuk gelembung atau butiran, dimana kedua fasa tercampur sempurna atau fraksi volume fasa diskrit melebihi 10, untuk aliran yang homogen.

3. Eulerian

Digunakan untuk aliran granular dan juga digunakan untuk aliran yang hydrotransport.

2.7.2 Viskositas 1. Inviscid

Model ini digunakan pada aliran yang tidak mengalami perubahan viskositas. Nilai viskositasnya tetap dan gesekan antar partikelnya relatif kecil. Apabla fluida mengalir pada suatu pipa maka tangensial stress fluida sama dengan nol, sehingga tidak ada energi dan fluida mengalir bebas tanpa adanya hambatan.

2. Laminar

Model ini dapat digunakan pada aliran yang fluidanya bergerak dalam lapisan- lapisan atau lamina –lamina dengan satu lapisan meluncur secara lancar.

3. Spalart-Allmaras

Model ini dapat digunakan untuk simulasi yang sedikit ‘kasar’ dengan ukuran mesh yang besar sehingga perhitungan aliran turbulen yang akurat bukan hal yang