Studi Numerik Interaksi Vortex-Induced Vibrations (VIV) antara Empat Silinder Tegak Fleksibel dengan Konfigurasi In-Line Square dalam Aliran Uniform

Abstract

Vortex-induced Vibration (VIV) di sekitar sekelompok silinder adalah suatu fenomena yang umum ditemui pada aplikasi teknik saat ini, seperti aliran fluida yang melewati kabel, struktur lepas pantai, dan lain sebagainya. VIV dapat menyebabkan berkurangnya umur operasi suatu equipment dan dapat berakibat pada kecelakaan atau kegagalan operasi. Oleh karena itu, sangat penting untuk memahami mekanisme terjadinya VIV dan rangkaian interaksi fluida-struktur dalam rangka meningkatkan kualitas desain equipment. Makalah ini menyajikan studi numeris tiga dimensi (3-D) aliran laminar di sekitar empat silinder tegak fleksibel dalan konfigurasi in-line square. Penelitian difokuskan pada pengaruh spacing ratio (S*x dan S*y), aspect ratio (L/D), dan Reynold Number (Re) terhadap karakteristik aliran tiga dimensi di sekitar silinder. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa pada small spacing ratio, nilai koefisien gaya lift (C_L) dan koefisien gaya drag (C_D) cenderung mengecil karena mendapat pengaruh redaman dari silinder lain, namun kemudian kembali normal pada konfigurasi di atas critical spacing ratio 3.5D. Perpindahan silinder yang terjadi sangat kecil dengan A/D maksimum searah aliran sebesar 0.00053, dan A/D maksimum tegak lurus aliran sebesar 0.0003. Variasi aspect ratio memberikan efek penurunan nilai C_L pada downstream cylinder pada spacing ratio 3.5-5. Sedangkan pengaruh variasi Reynold Number yang semakin besar memberikan nilai C_D dan C_L yang semakin menurun, dan sebaliknya besarnya displacement silinder yang terjadi semakin meningkat. Pada Re=100 dan Re=200, VIV yang terjadi pada upstream cylinder adalah in-line vibrations, sedangkan downstream cylinder mengalami cross-flow vibrations. Pada Re=300, baik upstream maupun downstream cylinder mengalami in-line vibrations.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).