Studi Numerik Karakteristik Aliran Melintasi Silinder Sirkular dengan Penempatan Airfoil NACA 0012, NACA 0018, NACA 0024 di Belakang Silinder

Abstract

Abstrak-Salah satu fenomena yang sedang diteliti saat ini adalah aliran fluida yang melintasi susunan bluff body berbentuk silinder. Konsep boundary layer yang ditemukan oleh Ludwig Prandtl pada tahun 1904 menjadi dasar berkembangnya para peneliti melakukan analisis dan kajian mengenai topik bluff body tersebut. Penerapan bluff body pada umumnya menggunakan geometri berupa bentuk sirkular atau elips. Dalam penelitian Ludwig Prandtl, boundary layer yang terbentuk di sekitar aliran fluida dekat permukaan menyebabkan gesekan yang signifikan. Contoh pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari meliputi aerodinamika yakni seperti pada pesawat terbang, hidrodinamika yakni seperti aliran pada di dalam atau di luar pipa saluran air atau heat exchanger, dan sebagainya. Dari penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, hasilnya menunjukkan bahwa adanya gaya hambat yang timbul pada aliran tersebut, maka dari itu dilakukan penelitian dengan metode numerik untuk mengurangi gaya hambat pada silinder sirkular dengan penambahan airfoil di belakang silinder sirkular. Penelitian dilakukan dengan software Fluent 2021 R2 menggunakan diameter silinder sirkular, D = 36 mm dan chord length (c) sama sebesar 36 mm. Bilangan Reynolds sebesar, Re = 2.01x10 4 . Variasi yang digunakan pada penelitian ini adalah variasi jenis airfoil (NACA 0012, NACA 0018, NACA 0024) dengan variasi jarak dari trailing edge silinder sirkular utama terhadap leading edge airfoil (S/D = 1). Untuk penelitian secara numerik menggunakan solver dua dimensi (2D) unsteady flow dengan turbulance viscous model k-ω Shear stress transport. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa adanya penambahan airfoil di belakang silinder sirkular dapat mereduksi koefisien drag (𝐂 𝐃 ). Didapatkan reduksi koefisien drag (𝐂 𝐃 ) paling efektif dihasilkan pada konfigurasi NACA 0012 sebesar 18,5%. Sedangkan reduksi koefisien drag (𝐂 𝐃 ) terendah dihasilkan pada konfigurasi NACA 0024 sebesar 16,5%.