Catatan Kuliah (Rabu & Senin / 2 & 7 Februari 2011)

Tuesday, 8 February 2011, 02:08 PM

Visible to everyone who is logged in to the system

A.      Rabu (2 Februari 2011)

Apakah CFD itu ?

Computational Fluid Dynamic adalah ilmu terapan yang mempelajari dinamika aliran fluida dan transfer panas dengan pendekatan model matematika differential dan teknik numerik.

Contohnya antara lain :

1.      Aerodynamics dari kendaraan dan pesawat

2.      Hydrodynamics dari kapal

3.      Sistem pembangkit, pembakaran pada mesin atau turbin gas

4.      Electronic engineering, pendingin IC, processor

5.      Chemical process engineering, proses pencampuran dan pemisahan

6.      Biomedical, aliran darah pada arteri dan vena

Beberapa keuntungan CFD yang signifikan antara lain :

1.      Secara substansial mengurangi lead times dan cost dalam membuat design yang baru

2.      Dapat mengamati dan mempelajari suatu fenomena dimana hal ini sangat sulit dilakukan apabila dilakukan pada eksperimen sesungguhnya

3.      Dapat mengamati dan mempelajari suatu sistem pada kondisi berbahaya, misalnya pada fenomena ledakan, kecelakaan

4.      Dapat melakukan analisa yang tidak terbatas dan lebih detail

B.      Senin (7 Februari 2011)

Bagaimana sebuah program/software CFD bekerja?

Software (berbasis metode CFD) meliputi:

·         General Purpose (Phoenics, Fluent, Solid Work Flow Simulation, dll)

·         Spesific Purpose (KIVA, Magma Flow, Mold Flow, dll)

Terdapat tiga tahapan yang harus dilakukan ketika akan memulai simulasi CFD yaitu : Sub-Program Pre-processor, Sub-Program Prosessor (Solver) dan Sub-Program Post-Processor.

1. Sub-Program Pre-processor

Merupakan langkah pertama dalam membangun dan menganalisis sebuah model CFD. Teknisnya adalah membuat model dalam paket CAD, kemudian menerapkan kondisi batas dan sifat-sifat fluidanya.

Yang termasuk dalam Sub-Program Pre-processor adalah :

• Pendefinisian geometry dan computational domain (CAD)
• Membangun Mesh
• Input data sifat fluida kerja (massa jenis, viskositas, konduktivitas, dll)
• Input kondisi batas aliran

2. Sub-Program Prosessor (Solver)

CFD menghitung kondisi kondisi yang diterapkan pada saat preprocessing, yang termasuk dalam processing adalah :

Melakukan pendekatan dan perhitungan matematika pada aliran fluida dengan persamaan dasar (massa/kontinuitas, momentum, energi) dan model fisika (reaksi pembakaran, turbin, radiasi, dll)

3. Sub-Program Post-Processor

Langkah terakhir dalam analisis CFD. Hal yang dilakukan pada langkah ini adalah mengorganisasi dan menginterpretasi data hasil simulasi CFD, bisa berupa gambar, kurva dan animasi. Pada tahap ini merupakan penyajian hasil dari analisa dengan CFD, yang berisi :

• Pola aliran (vector dan kontur kecepatan, streamline, pathline dll)
• Distribusi tekanan
• Distribusi temperature (non-isotermal)
•  Perhitungan sekunder (berupa parameter desain)