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.

sedangkan, dalam kesetimbangan gaya/momentum menggunakan persamaan:

x-momentum :                   ∂(ρu)/∂t + div(ρuU) = -∂P/∂x + div(µ grad u) + Smx                 

y-momentum :                  ∂(ρv)/∂t + div(ρvU) = -∂P/∂x + div(µ grad v) + Smy                 

z-momentum :                  ∂(ρw)/∂t + div(ρwU) = -∂P/∂x + div(µ grad w) + Smw   

Yang artinya adalah, persamaan tersebut menunjukkan Inersia dengan gaya yang sama dengan gaya tekanan dan tengangan geser.

Nah, untuk kesetimbangan Energi menggunakan rumus :

∂(ρi)/∂t + div(ρiU) = -P div u + div(k grad T) + Ф + Si

lalu apa hubungan persamaan tersebut dengan proses aplikasi CFD,?

Dalam Input data komputer tidak bisa mengenali persamaan-persamaan tersebut, sedangkan untuk mengerjakan secara manual akan membutuhkan waktu yang sangat lama, persamaan tersebut bisa saja dikerjakan dengan metode Kalkulus namunakan sangat sulit. Oleh karena itu digunakan lah Diskritisasi. Diskritisasi merupakan persamaan yang digunakan untuk menghasilkan persamaan continue yang dapat di input kedalam komputer nantinya.Dikritisasi merupakan proses untuk membagi menjadi dalam bentuk cell atau grid.

Sedangkan Finite volume Diffusion merupakan persamaan untuk mengevaluasi persamaan diferensial dalam bentuk persamaan aljabar, nilai di hitung hingga volume trkecil dari suatu persamaan seperti cell ataau grid dengan proses diskritisasi. Dalam proses discretisation mengunakann proses integrasi, dan kemudian juga mengunakan skema numerik yang merupakan asumsi dari operator, nah kemudian dijadikan menjadi persamaan aljabar yang dapat process oleh aplikasi CFD.

Menarik bukan, cara kerja dari Aplikasi CFD secara ringkas dalam tahap preprocessing yakni, Persamaan Atur (Governing Equation) >> proses Diskritisasi >> Metode Finite Volume >> persamaan Aljabar >> Input (komputer )