SIDANG TUGAS AKHIR -...

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

SIDANG TUGAS AKHIR LABORATORIUM MEKANIKA DAN MESIN-MESIN FLUIDA

STUDI NUMERIK KARAKTERISTIK

ALIRAN FLUIDA MELINTASI AIRFOIL

NASA LS-0417 YANG DIMODIFIKASI

DENGAN VORTEX GENERATOR

Nafiatun Nisa

2110 100 076

Dosen Pembimbing :

Prof. Ir. Sutardi, M.Eng., Ph.D.

Pendahuluan

Dasar Teori

Metodologi Penelitian

Hasil Penelitian

Penutup

SIDANG TUGAS AKHIR LABORATORIUM MEKANIKA DAN MESIN-MESIN FLUIDA

Sidang Tugas Akhir

LATAR BELAKANG

Sidang Tugas Akhir

PERUMUSAN MASALAH

Hal Yang dihindari Separasi Aliran

Gaya drag besar

Wake membesar Penambahan Vortex Generator

Meningkatkan Performansi Airfoil

Gaya lift meningkat dan Gaya Drag berkurang

Sidang Tugas Akhir

TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui karakteristik aliran yang melintasi airfoil

dengan penambahan vortex generator

Sidang Tugas Akhir

BATASAN MASALAH

1. Fluida kerja adalah udara dengan sifat incompressible, viscous dan steady

2. Aliran uniform di sisi masuk test section

3. Heat transfer diabaikan. 4. Penelitian dilakukan secara numerik menggunakan software

GAMBIT 2.4.6 dan FLUENT 6.3.26

PENELITIAN YANG TERKAIT

Anand dkk, 2010 Nurcahya

Sidang Tugas Akhir


Anand dkk Nurcahya, 2009

Airfoil NASA LS-0417 VG Airfoil NACA 0012

Chord (C) = 110 mm

Span (S) = 210 mm

Max Thickness (T) = 18,7

mm

Tinggi (h) = 1 dan 2 mm

Chord (c) = 7 mm

Interval 30 mm

Sudut kemiringan (β) = 200

Sidang Tugas Akhir


Anand dkk Nurcahya, 2009

Hasil

Re yang tinggi Cl/Cd tinggi

VG (h=1mm dan 2 mm)

mempercepat separasi apabila

dibandingkan dengan plain

airfoil

Sidang Tugas Akhir

Metodologi Penelitian

Sidang Tugas Akhir

NUMERIK GAMBIT 2.4.6

FLUENT 6.3.26

Pre-processing

Processing

Post-processing

Pembuatan Model

Pembuatan Meshing

Penentuan Daerah

Analisa

Iterasi hingga konvergen

Tampilan Data

METODOLOGI PENELITIAN

TAMPAK SAMPING

Chord

Airfoil NASA LS-

0417 Vortex Generator

Chord (C) = 110 mm

Span (S) = 210 mm

Max Thickness (T)

= 18,7 mm

Tinggi depan = 0,5 mm

Tinggi belakang = 1 mm

Panjang (l) = 5 mm

Sudut kemiringan (β) = 180

Plain airfoil 2D

Pembuatan Model

Sidang Tugas Akhir

Plain airfoil 3D

Airfoil 3D dengan VG


TAMPAK SAMPING

Chord

Sidang Tugas Akhir


Domain Pemodelan

C = 110 mm U∞ = 12 m/s &17 m/s

00, 30, 60

Sidang Tugas Akhir


Domain Pemodelan

C = 110 mm U∞ = 12 m/s &17 m/s

00- 210 dgn step 30

Sidang Tugas Akhir


Meshing Elemen 2D

INLET

Sidang Tugas Akhir

Pada Meshing permodelan 2D Flow digunakan Mesh dengan tipe: • meshing Quadrilateral-map


Seminar Proposal Tugas Akhir

Meshing Elemen 3D

Pada Meshing permodelan 3D Flow digunakan Mesh dengan tipe: • meshing hexaheral- Map • Tet/Hybrid T-Grid

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Sidang Tugas Akhir

Analisa Grid Independensi

Analisa Distribusi Tekanan (Cp)

•Plain Airfoil 2D 00 - 21

0

•Plain Airfoil 3D dan Airfoil 3D dengan VG 00 ,3

0,6

0

Koefisien Lift (CL)

•Plain Airfoil 2D 00 - 21

0


0,6

0

Koefisien Drag (CD)

•Plain Airfoil 2D 00 ,3

0,6

0


0,6

0

Visualisasi Aliran

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Sidang Tugas Akhir

Eksperimen Koefisien lift

α = 00 0.4831

Total Grid Hasil Perbedaan

Mesh A 23.256 0.4229 12.46%

Mesh B 25.476 0.4533 6.17%

Mesh C 29.832 0.4623 4.31%

Mesh D 32.124 0.4606 4.66%

Grid Independensi

Distribusi Tekanan (Cp) Plain Airfoil 3D

dan Airfoil 3D dengan VG

Sidang Tugas Akhir

Re 0.85 x 105 Re 1.14 x 105

α = 00



Sidang Tugas Akhir

Re 0.85 x 105 Re 1.14 x 105

α = 30



Sidang Tugas Akhir

Re 0.85 x 105 Re 1.14 x 105

α = 60

Analisa Koefisien Lift (CL)

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 2D

Analisa Koefisien Lift (CL)

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 3D dan airfoil 3D dengan VG

SUDUT

Kenaikan CL

Re 0.85 x 10^5

(%)

Re 1.14 x 10^5

(%)

0 deg 6.09 5.47

3 deg 1.62 1.51

6 deg 18.92 20.41

Analisa Koefisien Drag (CD)

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 2D

Analisa Koefisien Drag (CD)

Sidang Tugas Akhir


SUDUT

Kenaikan CD

Re 0.85 x 10^5

(%)

Re 1.14 x 10^5

(%)

0 deg 51.33 58.67

3 deg 19.28 25.43

6 deg -6.34 -10.76

Analisa Koefisien CL/CD

Sidang Tugas Akhir


SUDUT

Kenaikan CL/CD

Re 0.85 x 10^5

(%)

Re 1.14 x 10^5

(%)

0 deg -29.89 -33.53

3 deg -14.81 -19.07

6 deg 26.96 34.93

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 2D Vektor Kecepatan

α = 00

α = 30

α = 60

Separasi

x/c = 0.90

x/c = 0.82

x/c = 0.7

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 2D Velocity Pathline

α = 00

α = 30

α = 60

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir


α = 00

Separasi

x/c = 0.90

Plain Airfoil 3D

Plain Airfoil 3D dan Airfoil 3D dengan VG Vektor Kecepatan

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir


α = 30

Separasi

x/c = 0.82


Plain Airfoil 3D

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir


α = 60

Separasi

x/c = 0.64


Plain Airfoil 3D

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 3D dan Airfoil 3D dengan VG Vektor kecepatan posisi x/c = 0.55 c

α = 00

α = 30

α = 60

Plain Airfoil Airfoil dengan VG

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir

Plain Airfoil 3D dan Airfoil 3D dengan VG Velocity Pathline α = 00

Plain airfoil

3D

Airfoil 3D

dengan VG

Pandangan Atas Pandangan Isometris

Visualisasi

Sidang Tugas Akhir


Plain airfoil

3D

Airfoil 3D

dengan VG


KESIMPULAN

Sidang Tugas Akhir

Pemodelan Plain airfoil 2D dan 3D memberikan pengaruh sangat kecil terhadap distribusi tekanan (Cp), CL dan CD

Vortex generator meningkatkan nilai CL pada sudut serang 00, 30, dan 60

untuk kedua bilangan Re, kenaikan tertinggi terjadi pada sudut 60 dengan Re 1.14 x 105

sebesar 20,41%

Vortex generator dapat meningkatkan gaya drag pada sudut serang 00, 30

untuk kedua bilangan Re. Namun terjadi penurunan CD terjadi pada sudut 60 sebesar 10,76%

Pada sudut serang 00, 30, dan 60 separasi dapat ditunda dengan adanya

vortex generator.

Sekian dan Terima Kasih

SIDANG TUGAS AKHIR -...

Documents

Transcript of SIDANG TUGAS AKHIR -...