Analisa UTS CFD

Pada soal UTS CFD dapat diketahui persoalan sebagai berikut:

Aliran laminar tunak 2 dimensi diantara dua pelat yang mengacu pada prinsip konservasi momentum.

Buktikan dengan mengacu prinsip konservasi momentum dengan massa jenis 1 kg/m3 dan viskositas 1 kg/ms sebagai berikut :

Berikut langkah-langkah pengerjaannya :

1. Pre - Processing Step 

• Menu Input - Alokasi Memori
• Menu Input - Dimensi - P (1m) dan t (0.1m) serta jumlah cell P (50) dan t (30)

• Menu input - Cell - edit wall kiri (sebagai inlet 1) dan wall kanan (sebagai inlet 2)

• Menu Input - KS - set inlet 1 (dengan tekanan = 14 pa) dan set inlet 2 (dengan tekanan = 2 pa)
• Input - BG (bangun grid) - pilih 1 (sumbu x) 
• IS (inisialisasi segmen) - dengan jumlah segmen 2 - dan jarak 0 , 0.5, dan 1 - pembagian jumlah cell 28 dan 20.
• Input MS (modif segmen) -  semua bawaan - saat penentuan faktor pemberat titik mulai diberi nilai 3 (agar cell menjadi rapat) - dan yang lain mengikuti bawaan.

• Kemudian Esc dan memulai untuk sumbu y
• Input - BG (bangun grid) - pilih 2 (sumbu y)
• IS (inisialisasi segmen) - jumlah segmen 3 - jarak 0 , 0.025, 0.075 dan 0.1 - dengan pembagian jumlah cell 10, 8 dan 10.
• Input MS (modif segmen) -  nomor segmen diganti 3 - kemudian bawaan - saat penentuan faktor pemberat titik akhir diberi nilai 4 (agar cell menjadi rapat).
• Kemudian Esc dan memasukan nilai KF (konstanta fisikal)
• In - KF - masukkan nilai densitas (1 kg/m3) -  viskositas (1 kg/ms)
• Kemudian Esc.

2. Processing Step

• Melakukan langkah iterasi dengan cara: Menu Input - Olah- Iterasi (hingga konvergen)

3. Post - Processing

 

Melakukan proses plotting dan melihat hasil simulasi yang dilakukan.

• Input - Lihat Grafik - Buka Window
• Menu Hasil - Vektor (kecepatan dan tekanan)
• Input - Lihat Grafik - Buka Window
• Menu Hasil - Kontur ( kecepatan dan tekanan)
• Input - Lihat Grafik - Buka Window
• Menu Pilih Plot  X-Y -  (kecepatan dan tekanan pada arah j)

Berikut adalah hasil plot yang telah dilakukan:

a. Vektor Kecepatan

b. Vektor Tekanan

 

c. Kontur Kecepatan 

 

 d. Kontur Tekanan

 

 

e. Kontur Kecepatan pada v

f. Profil Kecepatan

 

 

Analisa Hasil

• Perbedaan tekanan yang diberikan pada saat simulasi menyebabkan aliran bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah dengan tekanan yang rendah, dan pada kasus ini mengalir dari arah kiri (inlet 1, P = 14 pa) ke arah kanan (inlet 2, P = 2 pa);
• Tekanan yang diberikan dapat mempengaruhi bentuk dari profil kecepatan yang akan didapat dari simulasi;
• Pada hasil vektor tekanan di dapat tekanan max sekitar 13,97 pa dan min sebesar 2,15 pa dengan selisih sekitar 11,82 pa, hal ini dikarenakan pada saat terjadi simulasi, aliran  mengalami pressure drop sehingga terjadi mengakibatkan adanya aliran yang berbalik arah.