Grid dependency test, pada fenomena 2 logam Sejajar

pada fenomena ini yang kita lakukan adalah melakukan percobaan grid dependancy test dengan fenomena pada 2 plat yang sejajar, tujuan dari dependancy test adalah untuk mengetahui jumlah grid yang efisien dalam simulasi dan menentukan hasil Final dari sebuah simulasi. Jika masih ditemukan adanya perubahan hasil jika adanya perubahan grid berarti simulasi tersebut masih mengalami pengaruh dari persamaan numerikal, oleh karena itulah dilakukan grid depandancy test.

Oke, sebagai contoh kita akan membuat simulasi dengan kasus seperti berikut
..

Permodelan diffusi secara konveksi pada 1d

Pada kasus ini mennggunakan permasalahan yang terdapat pada latihan 5.1 yakni pengaruh  dari perbedaan  persebaran temperatur apabila diberikan perbedaan densitas, kasus nya adalah  densitas sebesar 1 kg/m3 , 0.1 kg/m3 dan 0.001 kg/m3.

  Oke, dari soal terlihat data yang diketaahui adalah panjang 1,0 m, massa jenis 1.0 kg/m3, dan kecepatan perambatan 0.1 m/s.. oke kita akan coba pecahkan kasus ini, Bersiaplah..

langkah yang harus kita lakukan adalah melakukan permisalan pada bentuk cell yang akan kita bentuk, dari soal kita akan melakukan permodelan dengan 7 cell dimana 2 cell akan dijadikan dinding dan 5 cell yang akan kita amati perpindahan panasnya.

oke berikut langkah-langkahnya

Langkah 1 membuat permodelan

Langkah 2

mengubah wall kiri menjadi wall 1 dan kanan wall3, kemudaian bagian tengah di kosongkan

Langkah 3

tentukan model dari simulasi yang diberikan yakni

Langkah 4

input nilai temperatur pada sisi wall1 dan wall 2

 wall 1

temperatur 274 K 

Metode Finite volume pada fenomena diffusi-konveksi

Seperti yang telah kita ketahui Diffusi adalah fenomena perambatan panas yang melewati media. Seperti postingan sebelumnya. Diffusi dengan menggunakan media perantara intra molekuler disebut konduksi yang prosesnya terjadai pada benda padat.

Hal-hal yang mempengaruhi dalam proses tersebit adalah jenis material dan tentunya koefisien konduksi dari material tersebut. Lalu apa hubungannya dengan konveksi, pada percobaan pada postingan sebelumnya di analisis perpindahan panas secara konduksi dengan mengabaikan lingkungan, padahal seperti yang diketahui bersama bahwa udara akan mengalami perubahan/pergerakan jika ada nya perpindahan panas pada suatu sistem, perpindahan panas yang terjadi pada aliran udara tersebut merupakan proses diffusi secara konveksi.

Dalam perambatan kalor pada benda padat, tidak di-pungkiri selain terjdainya proses konduksi pada batang, di lingkungan sekitar juga terjadi proses perpindahan kalor secara konveksi, ilustrasi dapat kita lihat seperti berikut :

Nah dari gambar diatas terlihat bahwa, di dalam batang terlihat adanya perpindahan kalor yang merambat, sadangkan lingkungan sekitar juga mengalami proses perpindahan panas .dalam proses konveksi pada udara sendiri ternyata juga terjadi proses perpindahan panas antar intramolekular yang disebut sebagai konduksi udara, nah nilai koefisien konduksi udara ini lah yang kita inpuit nantinya dalam permodelan di aplikasi CFD.

SImulasi Perpindahan Panas Secara Konduksi Exercise 4.2

Nah, berhubung saya belum sempat posting lanjutan latihan yang 4.2, nih sekarang deh baru sempet maap2x..
Oke, lanjutan dari postingan yang sebelumnya, sekarang kita akan bahas permasalahn yang baru, berikut soalny?

Simulasi Perpindahan Panas Secara Konduksi

Setelah mempelajarai teori terkait perpindahan panas secara konduksi, sekarang kita coba dengan permasalahan yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Nah, berikut permasalahan yang akan kita simulasikan

dari permasalahan yang diatas diperoleh beberapa data, yakni:
TA = 100 C  TB= 500 C
L  = 0.5 m
k = 1000 W/m/K
A = 0.001 m2

Oke dari data diatas kita akan lakukan permodelan di dalam aplikasi CFD, yang kita gunakan CFDSOF, cekidot:

langkah pertama adalah melakukan input data dengan data-data yang telah di dapatkan dari soal, kemudian melakukan permodelan cell yang dapat kita lihat seperti berikut :

kemudian kita atur setiap cell dimana bagian kiri dinamakan wall 1yang nantinya akan kiata masukkan niali temperatur 1, kemudian wall 2 bagian tengah yang merupakan bagian yang akan terjadinya perpindahan panas secara konduksi dengan nilai k = 1000 W/m/K serta bagian kanan akan dinamakan wall 3 yang nantinya akan kita input nilai temperatur K2. sedangkan pada bagian atas dan bawah akan di ganti menjadi dengan symetri yang berfungsi untuk menyamakan keadaaan dari kedua sisi. Lebuh jelas kita lihat seperti berikut :

Langkah 1.

Langkah 2

kemudian centang pada menu model, bagian hitung temperatur dan wall konduktif.

Langkah 3

kemudian pada input kondisi sepadan input pada wall 1 nilai temperatur yakni dalam Kelvin

Persamaan Atur, Diskritisasi dan Metode Finite Volume

Persamaan Atur atau yang dikenal dengan Government Equation merupakan persamaan yang digunakan dalam proses CFD, pertanyaan nya adalah memangnya apa pengaruh dari persamaan atur dalam proses aplikasi CFD?. Oke, kita akan bahas hal itu sekarang..

Ya, seperti diketahui dalam aplikasi CFD melewati 3 tahap, yakni Pre Processing, Processing dan Post Processing. Nah, Persamaan atur berpengaruh di saat pre processing, yakni dimana sebelum operator menginput data-data ke komputer, dan dalam persamaan atur maih berbentuk dalam persamaan-persamaan.

Nah, dalam persamaan atur ada beberapa persamaan yakni,

1. Kesetimbangan Massa

2. Kesetimbangan Gaya/Momentum

3. Kesetimbangan Energi

dimana ketiga persamaan tersebut juga berpengaruh dalam fluid flow.

Dalam kesetimbangan Massa digunakan persamaan sebagai berikut :

∂ρ/∂t + div(ρu) = 0

dimana dari persamaan tersebut, ada pengaruh dari massa jenis tiap waktu dan di jumlah dengan fluks yang masuk atau keluar dari persamaan tersebut.

Apakah posisi berpengaruh pada distribusi Kecepatan, Tekanan,& Temperatur ?

Oke, sekarang kita akan membahas pengaruh posisi wall yg memiliki temperatur berbeda pada distribusi vektor kecepatan, tekanan & temperatur.. Sama dengan postingan sebelumnya sekarang saya akan membandingkan dua buah permodelan dimana hanya terdapat perbedaan posisi wall beda temperatur, namun temperatur tetap di set sama yakni 500 Kelvin

Nah, pada penasaran kan yuk cekidot penampakan dari 2 fenomena ini:

Penyebaran distribusi temperatur:

Analisis ruangan dengan perbedaan temperatur

Nah dalam kasus ini diibaratkan sebuah ruangan tertutup dengan ukuran 4x4, dimana ada terdapat dinding yang memiliki temperatur berbeda dengan dinding yang lainnya(500k), nah apa yang ingin kia ketahui dari permasalahan ini, yakni :

1.  Distribusi penyebaran temperatur

2. Penyebaran tekanan ruangan

3. Vektor kecepatan fluida pada ruangan

nah yang akan dilakukan dengan aplikasi CFD adalah menampilkan simulasi dari permasalahan yang ada yang kemudian kita analisis dengan teori-teori dasar yang telah kita pelajari di mekanika fluida

berikut gambar dari penyebaran temperatur:

Permodelan aliran udara dalam ruangan

Sebelum memulai untuk melakukan permodelan aliran udara dalam sebuah ruangan pertama harus diketahui dulu tujuan yang ingin di dapatkan dari sebuah permodelan.

Nah, sebelum mengetahui tujuan yang ingin didapatkan pertama-tama kita harus tahu dulu bentuk dari ruangan yang akan kitamodelkan tersebut.

berikut gambar dari ruangan yang akan dimodelkan :

Yup,  sudah terlihat ruangan yang akan dimodelkan, sekarang kita tentukan dulu tujuan dari permodelan yang akan kita buat,

Tujuan utama yang ingin saya dapatkan dari permodelan ini adalah suhu yang tepat bagi pengguna ruangan yang berjumlah kurang lebih 15 orang.

Menggunakan CFDSOF

ya, seperti dalam postingan saya sebelumnya banyak sekali software-software yang berkaitan dengan aplikasi CFD, salah satunya adalah CFDSOF yang dikembangkan oleh dosen departemen teknik mesin, yakni pak Ahmad Indra. Dan tentunya saya akan menjelaskan bagaimana menggunakan software ini (hehe..)

Persyaratan Utama adalah, anda harus berada dalam lingkungan Universitas Indonesia dan menggunakan koneksi WiFi yang berasal dari UI sendiri, untuk di teknik koneksi yang berlaku hanyalah di gazebo Mesin dengan koneksi WiFi Metal 4 (sulit memang).. atau dengan menggunakana komputer-komputer yang berada di Lab atau Perpustakaan.(recomended)..

PDKT dengan Aplikasi CFD

Dalam mempelajari CFD sangat banyak sekali aplikasi yang dapat digunakan untuk dapat meumdahkan pekerjaan dalam menganalisa fluida, untuk itu sebelum mempelajari lebih lanjut tentang cara menggunakan CFD dalam kehidupan, sebaiknya untuk lebih mengenal sotfware-software CFD tersebut.

Aplikasi CFD sangat banyak sekali diantaranya adalah:

1.  ANSYS (http://www.ansys.com/)

2. Cd-Adapco (http://www.cd-adapco.com/)

3. DEM and Flow Software (http://www.technalysis.com/)

4. CRADLE (http://www.cradle-cfd.com/)

dsb

Pengenalan Awal CFD

Sebelum mendalami tentang matakuliah aplikasi CFD, pelu diketahui tentang apa itu CFD dan mengapa harus mempelajari aplikasi CFD..

CFD merupakan kependekan kata dari Computational Fluid Dynamics, dimana dasar-dasar dari CFD menggunakan prinsip Mekanika Fluida, dengan menggunakan algoritma dan numerikal dalam menganalisis permasalahan yang berhubungan dengan aliran fluida. Dengan kata lain CFD merupakan cabang ilmu dari mekanika fluida.

Untuk memecahkan permasalahan-permasalahan  yang terkait dengan aliran fluida digunakan komputer untuk memudahkan penyelasaian persaman-persamaan yang kompleks.

Untuk dapat mengikuti matakuliah aplikasi CFD, diperlukan dasar-dasar pengetahuan algoritma dan metode numerikal yang baik, agar dapat mengikuti matakuliah ini dengan baik.  Algoritma adalah kumpulan perintah untuk menyelesaikan suatu masalah, dengan kata lain algoritma adalah bahasa penghubung operator dengan komputer agar komputer dapat membantu untuk menyelesaikan permasalah yang terkait dengan fluida..