Simulasi Numerik Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular dengan Plat Splitter Dekat Dinding Miring

Abstract

Analisis struktural adalah salah satu pekerjaan yang dilakukan dalam proses rekayasa teknik. Interaksi fluida dengan struktur merupakan salah satu pokok analisis dalam analisis struktural. Salah satu contoh kasus interaksi fluida dengan struktur adalah aliran melintasi silinder sirkular. Pipa merupakan elemen silinder sirkular yang sering ditemui di industri. Industri perminyakan offshore umumnya meletakkan pipa dekat dengan dasar laut yang menghasilkan karakteristik aliran tertentu. Karakteristik yang dipengaruhi oleh peletakan tersebut adalah distribusi tekanan. Distribusi tekanan yang berbeda turut menghasilkan gaya yang berbeda, sehingga membutuhkan perlakuan khusus saat instalasi. Karakteristik lainnya adalah vortex shedding. Studi terdahulu menyatakan bahwa pemasangan plat splitter dengan panjang tertentu akan meredam vortex shedding dan mengurangi gaya drag. Penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik dua dimensi dengan pemodelan turbulensi SST k-w. Aliran diasumsikan steady dan incompressible dan mengalir pada bilangan Reynolds 5×10⁴. Domain simulasi yang digunakan berupa silinder sirkular dengan plat splitter yang diletakkan dinding dengan kemiringan tertentu pada besar celah tertentu. Variasi pada penelitian ini adalah kemiringan dinding a [0°, 10°, 20°] dan rasio besar celah dengan diameter silinder sirkular G/D [0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5]. Hasil yang didapatkan dari simulasi numerik ini adalah bahwa peningkatan G/D dan a pada umumnya akan menurunkan C_Dp dan C_Lp. Pada variasi besar celah dan a = 0° didapati C_Dp maksimum pada G/D 0,2, sedangkan C_Lp menurun secara konsisten. Pada a = 10° didapati C_Dp maksimum dan C_Lp minimum pada G/D 0,2. Pada a = 20° didapati C_Dp meningkat secara konsisten pada G/D > 0,2 dan C_Lp minimum pada G/D 0,4. Pada variasi kemiringan dinding dan G/D < 0,3 didapati C_Lp memiliki nilai minimum pada a = 10°, namun C_Dp menurun secara konsisten. Karakteristik aliran diatas sangat dipengaruhi oleh fenomena blockage dan adverse pressure gradient.

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).