Jurnal Mekanika Arif Munandar
MEKANIKA 1
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
ANALISIS KARAKTERISTIK AERODINAMIKA SEMI
TRAILER TRUCK DENGAN MODIFIKASI VORTEX TRAP
MENGGUNAKAN
CFD
(COMPUTATIONAL
FLUID
DYNAMICS)
Arif Munandar1,Dominicus Danardono2, Syamsul Hadi2
1
2
Pelajar – Jurusan Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret
Staf Pengajar – Jurusan Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret
Kata Kunci :
Abstract :
Vortex Trap, ANSYS Fluent,
gaya drag aerodinamika,
semi trailer truck
Aerodynamic characteristics can be controlled by modifying the shape of
the vehicle or using aerodynamic parts. A semi-trailer truck models already
modified by using vortex trap device to create trapped vortex in the gap.
Vortex trap device are mounted on the front of the trailer and simulated by
using finite element method. Steady state analysis already done at the speed
range from 40 km/h to 120 km/h with an interval of 20 km/h. This numerical
analysis is already done by using CFD software, ANSYS Fluent 14.5. The
results showed that using 5 panels vortex trap has the lowest drag coefficient
at a speed of 80 km/h with a Cd value of 0.723. Overall, 6 vertical panel is the
best configuration has a lower drag coefficient in every speed range, while
using 7 panels will increase the drag coefficient of the model semi trailer
truck.
PENDAHULUAN
Jumlah kendaraan yang meningkat setiap tahun
berbanding lurus dengan konsumsi bahan bakar yang
dibutuhkan. Bentuk kendaraan memengaruhi sekitar
3% dari kebutuhan bahan bakar untuk mengatasi
gaya aerodinamika pada kondisi jalan kota. Pada
kondisi jalan tol, 11% energi dari bahan bakar
digunakan untuk mengatasi gaya aerodinamika
(Islam dkk, 2010).
Perhitungan secara numerik terkait penambahan
aerodynamics part untuk menurunkan hambatan
aerodinamika dapat dilakukan dengan komputer
melalui proses simulasi. Seperti penambahan vortex
trap pada Gambar 1 yang menggunakan panel
vertikal yang disusun secara horizontal pada gap
antara trailer dan tractor head (Chaitanya Chilbule
dkk, 2014).
skirting, gap filling melalui uji eksperimen pada
wind tunnel. Hasil eksperimen yang dilakukan
dengan penambahan front fairing dan gap fililing
mampu menurunkan koefisien drag hingga 25,5%.
Sedangkan jika dilakukan penambahan seluruh
modifikasi, koefisien drag menurun hingga 26,1%.
(Harun Chowdhury dkk, 2013).
Vortex Trap Device
Gaya drag secara aerodinamika semi trailer
truck dapat dikurangi dengan melakukan modifikasi
pada bagian gap. Sebab, aliran udara pada bagian
gap akan langsung menabrak bagian depan trailer
sehingga tekanan yang dialami oleh bagian depan
trailer cukup tinggi. Gambar 2 menunjukkan daerah
yang berkontribusi tinggi terhadap gaya drag yang
dialami oleh semi trailer truck.
Bagian gap memiliki koefisien drag sebesar 0,2
karena terdapat pressure drag yang cukup tinggi
pada bagian depan atas trailer dan celah bagian
bawah gap.
Gambar 1. Model dengan panel vortex trap
(Chaitanya Chilbule dkk, 2014).
Vortex trap membuat separasi aliran di antara
Gambar 2. Distribusi pressure drag pada semi trailer
panel yang mengakibatkan tekanan di bagian depan
truck (Wood, 2003)
semi trailer truck menjadi lebih rendah dan
mengurangi wake yang terjadi. Karakteristik
commit to user
Pressure drag pada bagian gap antara head dan
aerodinamika dari model uji dapat diperbaiki pula
trailer dapat dikurangi dengan menambahkan
dengan penambahan modifikasi front fairing, side
aerodynamic parts. Modifikasi dilakukan dengan
MEKANIKA 2
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 5. Dimensi dari domain komputasi (G. Franck, 2009)
menambahkan Cross Flow Vortex Trap Device
(CVTD) yang berfungsi untuk memperkecil ukuran
vortex dari angin samping seperti pada Gambar 3
(Wood, 2003).
Panel CVTD dapat mengurangi gaya drag yang
dialami oleh semi trailer truck dengan cara menjebak
vortex yang terjadi. Kecepatan aliran udara pada
vortex yang terjebak akan lebih tinggi daripada
kecepatan aliran udara disekitarnya. Hal ini akan
membuat tekanan udara yang lebih rendah pada
bagian vortex. Sehingga, gaya drag yang dialami
oleh permukaan panel CVTD dan permukaan depan
trailer menjadi lebih rendah.
METODE PENELITIAN
Pembuatan Model
Gambar 4. Desain dan geometri model truk (Malviya
et al. 2009)
Pada penelitian yang telah dilakukan,
pemodelan semi trailer truck menggunakan
Solidworks 2012 dengan panjang 16.280 mm, lebar
2.600 mm dan tinggi 4.760 mm dengan
penyederhanaan seperti yang ditunjukkan Gambar 4.
Gambar 3. Vortex trap pada gap antara tractor head
dan trailer (Wood, 2003)
Variasi yang akan dilakukan pada penelitian ini
adalah konfigurasi vortex trap dan kecepatan semi
trailer truck. Konfigurasi yang akan digunakan yaitu
jumlah panel Vertical Vortex Trap (VVT) yang
digunakan yaitu dari 1 sampai 7 panel. Variasi
kecepatan yang akan digunakan antara kecepatan 40
km/jam sampai dengan kecepatan 120 km/jam
dengan interval 20 km/jam.
Domain Komputasi
Ukuran domain yang digunakan pada
penelitian ini memiliki panjang 10L, lebar 2L dan
tinggi 1.5L, dengan L adalah panjang keseluruhan
truck semi trailer. Dimensi domain komputasi yang
digunakan ditunjukkan oleh Gambar 5.
Meshing
Jenis mesh yang digunakan pada pemodelan
ini adalah tetrahedron dengan fitur body influence
untuk merapatkan domain pada sekitar model semi
trailer truck. Hal ini bertujuan untuk menghemat
jumlah cell yang digunakan agar memudahkan
perhitungan (iterasi).
Daerah di sekitar permukaan domain model
semi trailer truck diberikan pengaturan face sizing
untuk memperkecil ukuran elemen pada bagian
permukaan model dengan element size sebesar 25
cm. Dalam pemodelan semi trailer truck ini,
commit to user
MEKANIKA 3
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 6. Model semi trailer truck dan zona boundary dengan ANSYS 14.5 Fluent
pembuatan mesh dilakukan secara otomatis oleh
ANSYS 14.5.
Kondisi Batas
Setiap variasi diuji pada rentang kecepatan
40 km/jam hingga 120 km/jam dengan interval 20
km/jam. Rentang kecepatan diaplikasikan pada
bagian inlet dengan intensitas turbulensi 0.5%
dengan zona boundary seperti pada Gambar 6.
Fluida yang digunakan dalam simulasi ini
adalah udara yang memiliki sifat fisik densitas 1,225
kg/m3 dan viskositas 1,7894e-05 kg/m-s. Udara yang
mengalir diasumsikan sebagai gas ideal dan
incompressible. Perpindahan panas dan gravitasi
yang terjadi dapat diabaikan. Kriteria konvergensi
dibuat default dari Fluent sebesar 1x10-3.
Kondisi batas tersebut diselesaikan dengan
solver Fluent pada ANSYS Workbench 14.5.
Penelitian ini menggunakan model turbulensi yang
telah divalidasi dengan hasil eksperimen dengan
menggunakan model turbulensi k-omega standard.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Pemodelan
Validasi pemodelan berdasarkan koefisien drag
hasil eksperimen semi trailer truck yang tidak
menggunakan aerodynamic parts maupun fairing
tambahan. Geometri semi trailer truck yang akan
diuji dapat dilihat pada Gambar 4.
Nilai dari koefisien drag pada model truk
referensi adalah 0,9. Validasi pemodelan dilakukan
untuk menentukan model turbulensi yang akan
digunakan. Pemilihan model turbulensi berdasarkan
hasil koefisien drag yang mendekati nilai drag
model referensi dengan nilai error yang paling kecil.
Simulasi pemilihan model turbulensi dilakukan pada
kecepatan 19,5 m/s (70,2 km/jam) sesuai dengan
kecepatan model referensi.
Tabel 1 Hasil Simulasi Model Turbulensi
Model Turbulensi
Cd
Error
Baseline (eksperimen)
0,900
-
k-omega Standard
0,898
0,22%
Trans-SST
0,862
4,22%
k-omega SST
0,850
5,56%
k-epsilon Realizable
0,843
6,33%
k-epsilon Standard
0,958
6,44%
Hasil dari Tabel 1 memperlihatkan model
turbulensi k-omega standard memiliki nilai error
yang paling kecil jika dibandingkan dengan model
lain. Nilai koefisien drag model referensi sebesar 0,9
dan hasil simulasi menggunakan model turbulensi komega standard memiliki nilai koefisien drag
sebesar 0,898 dengan error sebesar 0,22%.
Hasil Simulasi
Koefisien drag hasil simulasi seluruh model
ditunjukkan pada Tabel 2. Model dengan 6 panel
VVT merupakan model yang paling aerodinamis
dengan koefisien drag yang paling kecil pada 4
variasi kecepatan dari 5 variasi yang dilakukan.
Streamline
aliran
pada
panel
VVT
menunjukkan vortex yang terjebak di celah panel
VVT pada Gambar 7.
Hasil simulasi kontur kecepatan dengan
ANSYS Fluent ditampilkan pada Gambar 8. Nilai
koefisien drag baseline lebih tinggi dibandingkan
model 6 panel VVT. Hal ini disebabkan kecepatan
aliran udara pada bagian depan trailer lebih tinggi
untuk model 6 panel VVT seperti pada Gambar 8
dengan munculnya area berwarna merah yang
commitmenunjukkan
to user
area dengan kecepatan antara 149
km/jam hingga 166 km/jam.
MEKANIKA 4
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Kecepatan tinggi ini akan membuat tekanan
menjadi rendah seperti yang terlihat pada Gambar 8
yang memiliki area tekanan berwarna biru lebih luas.
Nilai tekanan berwarna biru diantara -477 Pa hingga
-818 Pa. Hal ini yang akan membuat model baseline
memiliki koefisien drag yang lebih tinggi daripada
model dengan 6 panel VVT.
Selain itu, 6 panel VVT mampu menurunkan
tekanan pada sela-sela panel seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 8 dengan dua area
berwarna kuning pada celah panel dengan tekanan
antara 205 Pa hingga 546 Pa. Sedangkan pada model
baseline memiliki area tekanan tinggi berwarna
merah yang lebih banyak dengan tekanan antara 546
Pa hingga 716 Pa. Tekanan tinggi yang dialami oleh
model baseline tanpa panel VVT membuat model
tersebut memiliki nilai koefisien drag yang lebih
rendah daripada model dengan 6 panel VVT.
Gambar 8. Kontur kecepatan baseline dan 6 panel
VVT
Gambar 7. Streamline kecepatan 6 panel VVT
Tabel 2. Koefisien Drag Hasil Simulasi dengan Variasi Kecepatan
Kecepatan
Jumlah
Model
Panel VVT
40 km/jam
60 km/jam
80 km/jam
100 km/jam
120 km/jam
Baseline
0
0,887
0,883
0,881
0,880
0,879
1
1
0,879
0,876
0,875
0,873
0,872
2
2
0,866
0,863
0,861
0,859
0,858
3
3
0,826
0,822
0,820
0,818
0,817
4
4
0,794
0,789
0,786
0,784
0,783
5
5
0,794
0,787
0,723
0,781
0,780
6
6
0,789
0,785
0,782
0,780
0,743
7
7
0,822
0,818
0,815
0,813
0,812
KESIMPULAN
Pada penelitian ini, simulasi CFD dengan
DAFTAR PUSTAKA
software ANSYS Fluent telah berhasil dilakukan.
Chilbule, C., Upadhyay, A., & Mukkamala, Y. 2014.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan
Analyzing the profile modification of
jumlah panel vertical vortex trap dapat menurunkan
commit
to
user
truck-trailer to prune the aerodynamics
koefisien drag aerodinamika model uji.
drag and its repercussion on fuel
MEKANIKA 5
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
consumption, Procedia Engineering,97,
pp.1208– 1219
Chowdhury, H., Moria, H., Ali A., Khan I., Alam, F.,
& Watkins, S. 2013. A study on
aerodynamic drag of a semi-trailer truck,
Procedia Engineering,56, pp.201–205
Franck, G., Nigro, N., Storti, M., & D’elia. J. 2009.
Numerical Simulation of The Flow
Around The Ahmed Vehicle Model, Latin
American Applied Research,39,pp.295–
306
Guilmineau, E. 2008. Computational Study of Flow
Around a Simplified Car Body, Journal of
Wind
Engineering
and Industrial
Aerodynamics,96,pp.1207–1217
Hucho, Wolf-Heinrich. 1987. Aerodynamics of Road
Vehicles from Fluid Mechanics to
Vehicle
Engineering.
ButterworthHeinemann
Hwang B. G. 2016. Reduction of drag in heavy
vehicles with two different types of
Advanced side skirt. Journal of Wind
Engineering
and
Industrial;
Aerodynamics,155,pp.36–46
Islam, M. M., & Mamun, M. 2010. Computational
Drag Analysis Over A Car Body,
Proceeding of MARTEC, University of
Engineering and Technology, pp.155–
158, Dhaka, Bangladesh.
Malviya, V. Mishra, R., & Fieldhouse, J. 2009. CFD
Investigation of A Novel Fuel-Saving
Device for Articulated Tractor-Trailer
Combinations, Enginering Applications
of Computational Fluid Mechanic Vol. 3,
No. 4, pp.587–607 University of
Huddersfield, United Kingdom.
Munson, B. 2002. Mekanika Fluida (Harinaldi &
Budiarso, Penerjemah). Jakarta: Erlangga.
Premoli, A. 2015. Comparison between steady and
moving railway vehicles subjected to
crosswind by CFD analysis. Journal of
Wind
Engineering
and Industrial
Aerodynamics,156,pp.29–40
Simanungkalit, Sabar Pangihutan. 2012. Analisa
Pengaruh Kontrol Aktif Aliran Terhadap
Pengurangan Konsumsi Bahan Bakar Van
Model.Universitas Indonesia
Wood, Richard M. 2003. Simple and Low-Cost
Aerodynamic Drag Reduction Devices
for Tractor-Trailer Trucks,International
commit to user
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
ANALISIS KARAKTERISTIK AERODINAMIKA SEMI
TRAILER TRUCK DENGAN MODIFIKASI VORTEX TRAP
MENGGUNAKAN
CFD
(COMPUTATIONAL
FLUID
DYNAMICS)
Arif Munandar1,Dominicus Danardono2, Syamsul Hadi2
1
2
Pelajar – Jurusan Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret
Staf Pengajar – Jurusan Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret
Kata Kunci :
Abstract :
Vortex Trap, ANSYS Fluent,
gaya drag aerodinamika,
semi trailer truck
Aerodynamic characteristics can be controlled by modifying the shape of
the vehicle or using aerodynamic parts. A semi-trailer truck models already
modified by using vortex trap device to create trapped vortex in the gap.
Vortex trap device are mounted on the front of the trailer and simulated by
using finite element method. Steady state analysis already done at the speed
range from 40 km/h to 120 km/h with an interval of 20 km/h. This numerical
analysis is already done by using CFD software, ANSYS Fluent 14.5. The
results showed that using 5 panels vortex trap has the lowest drag coefficient
at a speed of 80 km/h with a Cd value of 0.723. Overall, 6 vertical panel is the
best configuration has a lower drag coefficient in every speed range, while
using 7 panels will increase the drag coefficient of the model semi trailer
truck.
PENDAHULUAN
Jumlah kendaraan yang meningkat setiap tahun
berbanding lurus dengan konsumsi bahan bakar yang
dibutuhkan. Bentuk kendaraan memengaruhi sekitar
3% dari kebutuhan bahan bakar untuk mengatasi
gaya aerodinamika pada kondisi jalan kota. Pada
kondisi jalan tol, 11% energi dari bahan bakar
digunakan untuk mengatasi gaya aerodinamika
(Islam dkk, 2010).
Perhitungan secara numerik terkait penambahan
aerodynamics part untuk menurunkan hambatan
aerodinamika dapat dilakukan dengan komputer
melalui proses simulasi. Seperti penambahan vortex
trap pada Gambar 1 yang menggunakan panel
vertikal yang disusun secara horizontal pada gap
antara trailer dan tractor head (Chaitanya Chilbule
dkk, 2014).
skirting, gap filling melalui uji eksperimen pada
wind tunnel. Hasil eksperimen yang dilakukan
dengan penambahan front fairing dan gap fililing
mampu menurunkan koefisien drag hingga 25,5%.
Sedangkan jika dilakukan penambahan seluruh
modifikasi, koefisien drag menurun hingga 26,1%.
(Harun Chowdhury dkk, 2013).
Vortex Trap Device
Gaya drag secara aerodinamika semi trailer
truck dapat dikurangi dengan melakukan modifikasi
pada bagian gap. Sebab, aliran udara pada bagian
gap akan langsung menabrak bagian depan trailer
sehingga tekanan yang dialami oleh bagian depan
trailer cukup tinggi. Gambar 2 menunjukkan daerah
yang berkontribusi tinggi terhadap gaya drag yang
dialami oleh semi trailer truck.
Bagian gap memiliki koefisien drag sebesar 0,2
karena terdapat pressure drag yang cukup tinggi
pada bagian depan atas trailer dan celah bagian
bawah gap.
Gambar 1. Model dengan panel vortex trap
(Chaitanya Chilbule dkk, 2014).
Vortex trap membuat separasi aliran di antara
Gambar 2. Distribusi pressure drag pada semi trailer
panel yang mengakibatkan tekanan di bagian depan
truck (Wood, 2003)
semi trailer truck menjadi lebih rendah dan
mengurangi wake yang terjadi. Karakteristik
commit to user
Pressure drag pada bagian gap antara head dan
aerodinamika dari model uji dapat diperbaiki pula
trailer dapat dikurangi dengan menambahkan
dengan penambahan modifikasi front fairing, side
aerodynamic parts. Modifikasi dilakukan dengan
MEKANIKA 2
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 5. Dimensi dari domain komputasi (G. Franck, 2009)
menambahkan Cross Flow Vortex Trap Device
(CVTD) yang berfungsi untuk memperkecil ukuran
vortex dari angin samping seperti pada Gambar 3
(Wood, 2003).
Panel CVTD dapat mengurangi gaya drag yang
dialami oleh semi trailer truck dengan cara menjebak
vortex yang terjadi. Kecepatan aliran udara pada
vortex yang terjebak akan lebih tinggi daripada
kecepatan aliran udara disekitarnya. Hal ini akan
membuat tekanan udara yang lebih rendah pada
bagian vortex. Sehingga, gaya drag yang dialami
oleh permukaan panel CVTD dan permukaan depan
trailer menjadi lebih rendah.
METODE PENELITIAN
Pembuatan Model
Gambar 4. Desain dan geometri model truk (Malviya
et al. 2009)
Pada penelitian yang telah dilakukan,
pemodelan semi trailer truck menggunakan
Solidworks 2012 dengan panjang 16.280 mm, lebar
2.600 mm dan tinggi 4.760 mm dengan
penyederhanaan seperti yang ditunjukkan Gambar 4.
Gambar 3. Vortex trap pada gap antara tractor head
dan trailer (Wood, 2003)
Variasi yang akan dilakukan pada penelitian ini
adalah konfigurasi vortex trap dan kecepatan semi
trailer truck. Konfigurasi yang akan digunakan yaitu
jumlah panel Vertical Vortex Trap (VVT) yang
digunakan yaitu dari 1 sampai 7 panel. Variasi
kecepatan yang akan digunakan antara kecepatan 40
km/jam sampai dengan kecepatan 120 km/jam
dengan interval 20 km/jam.
Domain Komputasi
Ukuran domain yang digunakan pada
penelitian ini memiliki panjang 10L, lebar 2L dan
tinggi 1.5L, dengan L adalah panjang keseluruhan
truck semi trailer. Dimensi domain komputasi yang
digunakan ditunjukkan oleh Gambar 5.
Meshing
Jenis mesh yang digunakan pada pemodelan
ini adalah tetrahedron dengan fitur body influence
untuk merapatkan domain pada sekitar model semi
trailer truck. Hal ini bertujuan untuk menghemat
jumlah cell yang digunakan agar memudahkan
perhitungan (iterasi).
Daerah di sekitar permukaan domain model
semi trailer truck diberikan pengaturan face sizing
untuk memperkecil ukuran elemen pada bagian
permukaan model dengan element size sebesar 25
cm. Dalam pemodelan semi trailer truck ini,
commit to user
MEKANIKA 3
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 6. Model semi trailer truck dan zona boundary dengan ANSYS 14.5 Fluent
pembuatan mesh dilakukan secara otomatis oleh
ANSYS 14.5.
Kondisi Batas
Setiap variasi diuji pada rentang kecepatan
40 km/jam hingga 120 km/jam dengan interval 20
km/jam. Rentang kecepatan diaplikasikan pada
bagian inlet dengan intensitas turbulensi 0.5%
dengan zona boundary seperti pada Gambar 6.
Fluida yang digunakan dalam simulasi ini
adalah udara yang memiliki sifat fisik densitas 1,225
kg/m3 dan viskositas 1,7894e-05 kg/m-s. Udara yang
mengalir diasumsikan sebagai gas ideal dan
incompressible. Perpindahan panas dan gravitasi
yang terjadi dapat diabaikan. Kriteria konvergensi
dibuat default dari Fluent sebesar 1x10-3.
Kondisi batas tersebut diselesaikan dengan
solver Fluent pada ANSYS Workbench 14.5.
Penelitian ini menggunakan model turbulensi yang
telah divalidasi dengan hasil eksperimen dengan
menggunakan model turbulensi k-omega standard.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Validasi Pemodelan
Validasi pemodelan berdasarkan koefisien drag
hasil eksperimen semi trailer truck yang tidak
menggunakan aerodynamic parts maupun fairing
tambahan. Geometri semi trailer truck yang akan
diuji dapat dilihat pada Gambar 4.
Nilai dari koefisien drag pada model truk
referensi adalah 0,9. Validasi pemodelan dilakukan
untuk menentukan model turbulensi yang akan
digunakan. Pemilihan model turbulensi berdasarkan
hasil koefisien drag yang mendekati nilai drag
model referensi dengan nilai error yang paling kecil.
Simulasi pemilihan model turbulensi dilakukan pada
kecepatan 19,5 m/s (70,2 km/jam) sesuai dengan
kecepatan model referensi.
Tabel 1 Hasil Simulasi Model Turbulensi
Model Turbulensi
Cd
Error
Baseline (eksperimen)
0,900
-
k-omega Standard
0,898
0,22%
Trans-SST
0,862
4,22%
k-omega SST
0,850
5,56%
k-epsilon Realizable
0,843
6,33%
k-epsilon Standard
0,958
6,44%
Hasil dari Tabel 1 memperlihatkan model
turbulensi k-omega standard memiliki nilai error
yang paling kecil jika dibandingkan dengan model
lain. Nilai koefisien drag model referensi sebesar 0,9
dan hasil simulasi menggunakan model turbulensi komega standard memiliki nilai koefisien drag
sebesar 0,898 dengan error sebesar 0,22%.
Hasil Simulasi
Koefisien drag hasil simulasi seluruh model
ditunjukkan pada Tabel 2. Model dengan 6 panel
VVT merupakan model yang paling aerodinamis
dengan koefisien drag yang paling kecil pada 4
variasi kecepatan dari 5 variasi yang dilakukan.
Streamline
aliran
pada
panel
VVT
menunjukkan vortex yang terjebak di celah panel
VVT pada Gambar 7.
Hasil simulasi kontur kecepatan dengan
ANSYS Fluent ditampilkan pada Gambar 8. Nilai
koefisien drag baseline lebih tinggi dibandingkan
model 6 panel VVT. Hal ini disebabkan kecepatan
aliran udara pada bagian depan trailer lebih tinggi
untuk model 6 panel VVT seperti pada Gambar 8
dengan munculnya area berwarna merah yang
commitmenunjukkan
to user
area dengan kecepatan antara 149
km/jam hingga 166 km/jam.
MEKANIKA 4
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
Kecepatan tinggi ini akan membuat tekanan
menjadi rendah seperti yang terlihat pada Gambar 8
yang memiliki area tekanan berwarna biru lebih luas.
Nilai tekanan berwarna biru diantara -477 Pa hingga
-818 Pa. Hal ini yang akan membuat model baseline
memiliki koefisien drag yang lebih tinggi daripada
model dengan 6 panel VVT.
Selain itu, 6 panel VVT mampu menurunkan
tekanan pada sela-sela panel seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 8 dengan dua area
berwarna kuning pada celah panel dengan tekanan
antara 205 Pa hingga 546 Pa. Sedangkan pada model
baseline memiliki area tekanan tinggi berwarna
merah yang lebih banyak dengan tekanan antara 546
Pa hingga 716 Pa. Tekanan tinggi yang dialami oleh
model baseline tanpa panel VVT membuat model
tersebut memiliki nilai koefisien drag yang lebih
rendah daripada model dengan 6 panel VVT.
Gambar 8. Kontur kecepatan baseline dan 6 panel
VVT
Gambar 7. Streamline kecepatan 6 panel VVT
Tabel 2. Koefisien Drag Hasil Simulasi dengan Variasi Kecepatan
Kecepatan
Jumlah
Model
Panel VVT
40 km/jam
60 km/jam
80 km/jam
100 km/jam
120 km/jam
Baseline
0
0,887
0,883
0,881
0,880
0,879
1
1
0,879
0,876
0,875
0,873
0,872
2
2
0,866
0,863
0,861
0,859
0,858
3
3
0,826
0,822
0,820
0,818
0,817
4
4
0,794
0,789
0,786
0,784
0,783
5
5
0,794
0,787
0,723
0,781
0,780
6
6
0,789
0,785
0,782
0,780
0,743
7
7
0,822
0,818
0,815
0,813
0,812
KESIMPULAN
Pada penelitian ini, simulasi CFD dengan
DAFTAR PUSTAKA
software ANSYS Fluent telah berhasil dilakukan.
Chilbule, C., Upadhyay, A., & Mukkamala, Y. 2014.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan
Analyzing the profile modification of
jumlah panel vertical vortex trap dapat menurunkan
commit
to
user
truck-trailer to prune the aerodynamics
koefisien drag aerodinamika model uji.
drag and its repercussion on fuel
MEKANIKA 5
digilib.uns.ac.id
Volume xxNomorx, Bulan Tahun
perpustakaan.uns.ac.id
consumption, Procedia Engineering,97,
pp.1208– 1219
Chowdhury, H., Moria, H., Ali A., Khan I., Alam, F.,
& Watkins, S. 2013. A study on
aerodynamic drag of a semi-trailer truck,
Procedia Engineering,56, pp.201–205
Franck, G., Nigro, N., Storti, M., & D’elia. J. 2009.
Numerical Simulation of The Flow
Around The Ahmed Vehicle Model, Latin
American Applied Research,39,pp.295–
306
Guilmineau, E. 2008. Computational Study of Flow
Around a Simplified Car Body, Journal of
Wind
Engineering
and Industrial
Aerodynamics,96,pp.1207–1217
Hucho, Wolf-Heinrich. 1987. Aerodynamics of Road
Vehicles from Fluid Mechanics to
Vehicle
Engineering.
ButterworthHeinemann
Hwang B. G. 2016. Reduction of drag in heavy
vehicles with two different types of
Advanced side skirt. Journal of Wind
Engineering
and
Industrial;
Aerodynamics,155,pp.36–46
Islam, M. M., & Mamun, M. 2010. Computational
Drag Analysis Over A Car Body,
Proceeding of MARTEC, University of
Engineering and Technology, pp.155–
158, Dhaka, Bangladesh.
Malviya, V. Mishra, R., & Fieldhouse, J. 2009. CFD
Investigation of A Novel Fuel-Saving
Device for Articulated Tractor-Trailer
Combinations, Enginering Applications
of Computational Fluid Mechanic Vol. 3,
No. 4, pp.587–607 University of
Huddersfield, United Kingdom.
Munson, B. 2002. Mekanika Fluida (Harinaldi &
Budiarso, Penerjemah). Jakarta: Erlangga.
Premoli, A. 2015. Comparison between steady and
moving railway vehicles subjected to
crosswind by CFD analysis. Journal of
Wind
Engineering
and Industrial
Aerodynamics,156,pp.29–40
Simanungkalit, Sabar Pangihutan. 2012. Analisa
Pengaruh Kontrol Aktif Aliran Terhadap
Pengurangan Konsumsi Bahan Bakar Van
Model.Universitas Indonesia
Wood, Richard M. 2003. Simple and Low-Cost
Aerodynamic Drag Reduction Devices
for Tractor-Trailer Trucks,International
commit to user