Aliran udara di sekitar bluff body pada lingkungan atmosfir adalah sangat kompleks dan turbulen serta polanya bisa sangat berbeda satu dengan yang lainnya. Pola aliran udara ini adalah faktor yang sangat penting di dalam memprediksi efek angin pada bangunan dan lingkungannya. Dalam beberapa tahun belakangan, perkembangan yang pesat pada teknologi komputer telah merangsang pengembangan metode komputer untuk menginvestigasi problem-problem berskala besar dan kompleks. Selama dekade terakhir, CFD telah dikembangkan secara pesat untuk mengevaluasi interaksi antara angin dan bangunan secara numerik.
Prediksi dengan cara simulasi large eddy (LES) dan model k-e diadopsi secara umum untuk mensimulasi aliran angin di sekitar bluff body. Model LES dapat diaplikasikan ke aliran-aliran turbulen skala besar dan dapat menghasilkan prediksi yang lebih baik dari seluruh pola aliran yang meliputi bluff body daripada k-e model. LES juga menyediakan akurasi yang lebih baik daripada model turbulen yang lain tapi memerlukan kapasitas komputasional yang lebih besar. Model k-e memiliki reputasi yang baik untuk kehandalan simulasinya dan tampak menjadi aplikasi praktis paling menjanjikan di dalam teknik angin.
Model k-e diaplikasikan untuk menghitung dampak turbulen pada aliran udara dan pergerakan partikel. Persamaan-persamaannya adalah seperti di bawah ini:
Simulasi di dalam Software CFDSOF:
Langkah-langkah untuk membuat simulasi aliran eksternal turbulen pada bluff body adalah sbb:
1. Untuk membuat domain bluff body, kita harus menentukan daerah domain seperti gambar di bawah ini.
2. Pada kondisi ini kita menentukan domain p x t x l = 13 x 5 x 1 m dengan pembagian cell 130i x 50j.
3. Menentukan model simulasi. Kita mengaktifkan model turbulensi k-epsilon dan aliran waktu terikat waktu.
4. Mengatur cell-cell. Kita tetapkan daerah i1,j2 sampai i1,j49 sebagai inlet 1. Outlet pada daerah i130, j2 sampai i130,j49. Daerah simetri pada i1,j1 sampai i130,j1 dan i1,j50 sampai i130,j50. Bluff body kita tetapkan sebagai wall 1.
5. Menetapkan kondisi sempadan pada inlet 1 sebagai velocity inlet. Kecepatan u = 10m/s. Parameter turbulensi yaitu 10% intensity turbulence dan panjang character 1 m.
6. Kita melakukan iterasi untuk interval waktu 1detik. Gambar-gambar di bawah ini adalah hasil simulasi pada interval waktu 1 s.
 |
| Kontur kecepatan saat 1 detik |
 |
| Kontur tekanan saat 1 detik |
 |
| Profil kecepatan saat 1 detik |
 |
| Vektor kecepatan saat 1 detik |
7. Kemudian kita iterasi lagi untuk interval waktu 5,20, 50, 75, 100, 125, 150, 175, dan 200 detik. Kita simulasikan hasil kontur kecepatan, kontur tekanan, energi kinetik, dan laju disipasi.
Hasilnya seperti animasi di bawah ini.
 |
| Animasi kontur kecepatan |
 |
| Animasi kontur tekanan |
 |
| Animasi energi kinetik |
 |
| Animasi laju disipasi |
No comments:
Post a Comment