NASKAH PUBLIKASI Studi Aerodinamika Profil Naca 63-212 Dengan Menggunakan Solidwork.

NASKAH PUBLIKASI

Studi Aerodinamika Profil NACA 63-212 Dengan
Menggunakan Solidwork

Tugas akhir ini disusun guna menenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun:
CANDRA KUNCORO
NIM: D.200.050.125

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013

i

HALAMAN PENGESAHAN
Naskah Publikasi berjudul : ”Studi Aerodinamika Profil NACA 63-212 Dengan

Menggunakak Solidwork”

telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan

telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :

Nama

: Candra Kuncoro

NIM

: D200 050 125

Disahkan pada :
Hari


: .........................

Tanggal : …......................
Tim Penguji :
Ketua

: Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT. .............................

Anggota 1

: Dr. Supriyono .

Anggota 2

: Ir. Sunardi Wiyono, MT.

...............................

Dekan,


ii

...............................

“Studi Aerodinamika Profil NACA 63-212 Dengan Menggunakan Solidwork”
Candra Kuncoro, Pramuko Ilmu Purbuputro, Supriyono
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad yani pabelan kartosuro, tromol pos 1 telp ( 0271) 715448
Email [email protected]

ABSTRAKSI
Besaran tekanan dan kecepatan merupakan bagian yang mendasari
limu aerodinamika. Kedua besaran tersebut yang mempengaruhi kenapa
pesawat bisa terbang. Dengan kedua besaran tersebut kita dapat menganalisis
gaya angkat, gaya hambat serta koefisiennya. Airfoil NACA 63-212 merupakan
salah satu dari sekian banyak airfoil yang ada. Penelitain ini bertujuan
mempelajari distribusi tekanan dan kecepatan pada NACA 63-212 serta lift dan
drag yang diperoleh
Penilitian ini dilakukan dengan menggunakan software cosmosflowork
pada solidwork dengan menganalisis pada berbagai sudut serang (00, 20, 40, 60,

80, 100,120,140,160,180,200). Dengan data berupa grafik hubungan
Hasil penelitian menunujukkan bahwa distribusi tekanan berbanding
terbalik dengan kecepatan. Pada sudut serang 20 0 dihasilkan nilai lift , drag ,
koefisien lift dan koefisien drag tertinggi .
Kata kunci : airfoil, NACA 63-212, Lift, drag, Solidwork

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada dasanya ilmu aerodinamika adalah cabang ilmu mekanika fluida.
Dan didalamnya ada pembahasan mengenai airfoil. Tekanan dan kecepatan
adalah besaran dalam konsep ilmu aerodinamika. Tekanan dan kecepatan
yang mempengaruhi kenapa pesawat bisa terbang. Dengan kedua besaran
tersebut dapat dilakukan beberapa analisa baik berupa gaya angkat, gaya
hambat yang di akibatkan oleh aliran fluida. Agar pesawat bisa terbang kondisi
berat harus sama dengan lift ( gaya angkat), thrust ( gaya dorong) harus sama
dengan drag ( gaya hambat ). Dalam studi kasus ini menggunakan airfoil jenis
NACA 63-212 dengan pengujian menggunakan solidwork

iii


Tujuan Penelitian
Dalam penelitian dan pembahasan kali ini tujuan yang diinginkan adalah
sebagai berikut:
1. Untuk mempelajari distribusi tekanan pada airfoil.
2. Untuk mempelajari distribusi kecepatan pada airfoil.
3. Untuk mengetahui hubungan yang terjadi antara koefisien angkat (CL) dan
koefisien hambat (CD) tehadap sudut serang (α) yang bervariasi antara 00
sampai dengan 200 .
LANDASAN TEORI
Tinjauan Pustaka
Prasetyanto (2008) yang berjudul “ Studi Karakteristik Airfoil NACA 2410
Dengan NACA 0012 Pada variasi Angle Of Attack”. Penelitian ini difokuskan
pada NACA 2410 dn NACA 0012 . Hasil penelitian menunjukkan keakuratan
software dalam analisa karakteristik aerodinamika cukup tinggi, yang dapat
mengikuti trend line dan hasil garafik pembanding yang telah ada sebelumnya .
semakin besar perbedaan tekanan antara bagian atas dan bawah airfoil akan
meninmbulkan lift yang besar, sedangkan grafik koefisien lift terhadap sudut
serang adalah linear. Dengan melihat mekanism gerak streamline dibelang
airfoil terdapat wake.
Yusmanto (2008), juga membahas studi aerodimaika dengan judul “Studi

Karakteristik Distribusi Tekanan dan Kecepatan di Sekeliling Airfoil dengan
Solidwork”. Penelitian ini di fokuskan pada uji NACA 0012 dengan solidwork
dan dilakukan perbandingan dengan hasil analis menggunakan DesaignFoil R6
Demo. Dalam penelitian ini diterangkan bahwa perbedaan tekanan dan
kecepatan dipicu oleh perubahan sudut serang.Grafik hubungan α dan C L di
buat dengan pendekatan regresi linier yang menggambarkan semakin tinggi α,
maka CL semakin tinggi.Dan jika dibandingkan dengan simlasi DesaignFoil
Demo, hubungan α dengan CL dan CD mempunyai kesamaan hasil.
Moerdowo (2010), melakukan studi kasus aerodinamika dengan
menggunakan airfoil Boeing BACXXX Commercial Efficient Energy dengan
variasi sudut serang antara -200 samapai 200 menggunakan Solidwork.
Diterangkan bahwa terjadi perbedaan distribusi tekanan dengan distribusi
kecepatan. Pada sudut -200 sampai -120 terjadi turbulensi yang besar,
sedangkan -80 sampai 120 garis streamline menunjukkan aliran fluida yang
halus dan tidak terjadi turbulensi. Turbulensi terjadi setelah sudut serang 16 0
hingga 200 . Nilai lift , drag, koefisian lift dan koefisien drag mengalami
perubahan pada setiap sudut serangnya.

iv


METODE PENELITIAN
Mulai
Persiapan
Mengambil desain profil NACA 63-212 dari software Profili 2.2.1
Profili disimpan dalam extension DXF
Membentuk sudut serang (  ) airfoil dengan DWGeditior
00, 20, 40, 60, 80, 100,120,140,160,180,200
File disimpan dalam extension DWG

Import file dengan extension DWG ke dalam solodwork 2007

Software CosmosFlowork pada Solidwork
Hasil berupa distribusi tekanan & kecepatan sepanjang airfoil dan gerak koefisien lift
dan drag pada literasi tertentu

Membentuk grafik
hubungan antara
Koefisien lift ( Cl)
dengan sudut serang
()


Membentuk grafik
hubungan antara
Koefisien Drag( Cd)
dengan sudut
serang (  )

Membentuk grafik
hubungan antara lift
( L ) dengan sudut
serang (  )

Membentuk grafik
hubungan antara
drag ( D ) dengan
sudut serang (  )

Hasil berupa plot hubungan antara Cl, Cd, L ,D terhadap 
Selesai


v

ANALISA DAN PEMBAHASAN
1.Hubungan antara koefisien drag dan koefisien lift terhadap sudut serang
Tabel 4.1 data nilai koefisien drag dan koefisien lift
Sudut serang ()

Cd

Cl

00

0.021644645

0.135431797

20

0.025484728


0.28711363

40

0.029627236

0.376248514

60

0.038932401

0.406731632

80

0.049250471

-0.017468725


100

0.210662073

0.86718034

120

0.13567556

0.015830668

140

0.468589703

1.225857045

160

0.317724817

0.964997974

180

0.259260007

1.021850469

200

0.488453282

1.361884566

Gambar 4.11 Hubungan Cd terhadap sudut serang ()

vi

Gambar 4.12 Hubungan Cl terhadap sudut serang ()

Gambar 4.13 Hubungan Koefisien lift (Cl) terhadap koefisien drag (Cd)
Pembahasan
Perbedaan tingkatan hubungan antara lift, drag, koefisien lift dan koefisien
drag terhadap sudut serang terlihat sangat jelas. Grafik hubungan antar lift dan
drag terhadap setiap sudut serang menunjukkan kesejajaran terhadap grafik
hubungan antara koefisien lift dan koefisien drag. Pada hasil analisis diperoleh
lift tertinggi sebesar 0.0253108428 N pada sudut serang 20 0 dengan nilai
koefisien lift sebesar 1.3618845666, lift terendah pada sudut serang 80, dengan
nilai -0.003246591 N dengan nilai koefisien lift sebesar -0.017468725. Nilai
drag tertinggi terjadi pada sudut serang 200 sebesar 0.090779825 N dengan
koefisien drag sebesar 0.488453282, nilai drag terendah pada sudut serang 60

vii

sebesar
0.004022692 N dengan koefisien drag sebesar 0.038932401.
Dibawah ini gambar distribusi tekanan dan kecepatan aliran fluida pada sudut
serang o0 hingga 200


Distribusi tekanan

distribusi kecepatan

00

20

40

60

viii

80

100

120

140

160

ix

180

200

Gambar 4.14 Distribusi tekanan dan kecepatan aliran fluida
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Setelah melakukan studi aerodinamika pada airfoil NACA 63-212 dengan
sudut
a. Pada distribusi tekanan fluida terhadap tiap – tiap sudut serang, mengalami
perubahan nilai. Pada sudut 20, mengalami distribusi kecepatan yang
tertinggi dibanding sudut yang lain dengan nilai 41129.9 Pa. Kondisi aliran
kecepatan terbesar terjadi pada ujung leading edge. Untuk distribusi
kecepatan aliran fluida terendah terjadi pada sudut 14 0 , dengan kecepatan
41032.3 Pa.
b. Pada distribusi kecepatan aliran fluida menunjukkan bahwa arah dan besar
nilai aliran fluida berubah dan berbanding terbalik dengan arah dan besar
nilai tekanan. Pada sudut 00 sudah ada turbulensi yang kecil di bagian
trailing edge. Di sudut 2o tidak mengalami turbulensi, sehingga membentuk
kondisi kutta. Pada sudut 40 hingga 200, kembali mengalik arus balik yang
mengakibatkan pusaran. Turbulensi terjadi semakin membesar, terjadi pada
bagian atas aerfoil hingga trailing edge.
c. Nilai lift, drag, koefisien lift dan koefisien drag pada setiap sudut serang
menghasilkan nilai yang berbeda. Pada sudut serang 20 0 dihasilkan nilai lift ,
drag , koefisien lift dan koefisien drag tertinggi .
Saran
Untuk membantu perkembangan studi aerodinamika pada airfoil, penulis
menyampaikan saran-saran sebagai berikut:
1. Untuk simulasi Studi Karakteristik Distribusi Tekanan dan Kecepatan
Disekeliling Airfoil dengan Solid Work kali ini hanya menggunakan Software
Solid Work 2007 with CosmosFloWork, diharapkan pada penelitian
selanjutnya digunakan program lain untuk perbandingan dan kesimpulan
yang lebih baik.

x

2. Diharapkan untuk lebih mengembangkan studi aerodinamika, dengan tingkat
ketelitian yang lebih bagus
DAFTAR PUSTAKA
Airfoil Investigation Database. 2009. Comparing Airfoil. Diakses 20 oktober
2010
dari
http://
www.worldofkrauss.com/foils/show_compare?id=246&id=1423&chord=
6.5
Anderson, john. D 2007. Fundamentals of aerodinamycs Fourth Edition.
Singapore: McGraw Hill
Clancy, L J, 1978. Aerodinamycs. Great Britain: Photolithograpy and Bound.
Cosmos

TM

. 2006. Cosmosflowork Tutorial. Diakses 18 Desember 2009 dari
http://www.owlnet.rice.edu/~mech403/DemoFiles/CF_demo/Heat_exch
anger_Efficiency.pdf

Drake. Aaron & Pegasus Team. 2007. MAE 155B: Aerospace Enginnering
Senior Design Project. Diakse 18 Desember 2009 dari
Http://maecourses.ucsd.edu/~adrake/mae155bsp09/pegasus/pegasus_proposal.pdf
Harahap, Yudiansyah dan Herman Sasongko, 2003. Analisa Karakteristik
Distribusi Tekanan dan Kecepatan Pada Bodi Aerodinamika Airfoil
dengan Metode panel dalam Fenomena Flow Around Body. Jurnal
Teknik Mesin Vol 5 No 1 ( April 2003), Hal 22-35. Diakses 18
Desember 2009 dari http://puslit.petra.ac.id/journals/mechanical/.
Moerdowo, Ediarta. 2010. Studi Aerodinamika Profil Boeing Commercial Energy
Efficient Dengan Komputasi Berbasis Finite Element. Surakarta: UMS
Schlichting, Herman, dkk. 1979. Aerodinamycs of the airplane. USA : McGraw
Hill
Waluyo, Much, Slamet. 1996. Seri Teknik Penerbangan Aerodinamika.
Yogyakarta: Penerbit Andi
Wikipedia. 2009. Naca Airfoil. Diakses 18 desember
http://en.wikipedia. Org/wiki/NACA_airfoil.htm

2009

dari

Wikipedia. 2009. Aerodynamics. Diakses 18 desember
http://en.wikipedia. Org/wiki/Aerodynamics.htm

2009

dari

xi

Yusmanto, Arief. 2008. Studi Karakteristik Distribusi Tekanan dan Kecepatan
Disekeliling Airfoil dengan solidwork. Surakarta: UMS

xii