Drag Coefficient

Drag Coefficient adalah koefisien hambatan dari suatu objek atau benda yang ada dilingkungan fluida seperti air dan udara. Drag coefficient terdiri dari 2 kontributor dasar yaitu skin friction dan form drag . Berikut ini adalah persamaan drag coefficient :

Cd = Drag Coefficient

Fd = Force drag (N)

p = density (kg/m3)

v = speed (m/s)

A =  area (m2)

Berikut ini adalah hasil simulasi CFD yang berkaitan coefficient drag. Coefficient drag dipengaruhi dari bentuk objek. Untuk simulasi ini dibagi 3 yaitu :

• a / b = 1
• a / b < 1
• a / b > 1

Berikut langkah - langkah simulasi CFD :

• Alokasi memori
• Atur domain

• Atur Cell 
• Atur KS (semua diperlakukan sama dengan diberi kecepatan 1 m/s)

• Atur KF ( Densitas = 1.2 Kg/m3, Viskositas = 10-5 Kg /m-s
• Atur Grid
• Iterasi

Ketiga permodelan memiliki input yang sama, hanya luas atau dimensi dari objek yang berbeda. Berikut masing-masing hasil simulasi :

1. a /  b = 1

Cell a / b = 1

Kontur Kecepatan (a/b = 1)

Gaya Wall

2. a / b <1

Cell a / b < 1

Kontur Kecepatan ( a / b < 1)

Gaya Wall (a / b <1)

3. a / b > 1

Cell (a / b > 1)

Kontur Kecepatan (a / b > 1)

Gaya Wall (a / b > 1)

Dari ketiga simulasi diatas terlihat bahwa nilai hambatan yang paling kecil pada a / b >1. semakin tipis atau pipih suatu objek, maka nilai hambatannya semakin kecil.

Read Full story

Pressure Drop in Internal Flow

Bismillahhirrohmanirrohiim..

Pertemuan kali ini kita akan membahas soal mengenai aliran dalam pipa yang kemudian kita hitung nilai perbedaan tekanannya dengan menggunakan CFDSOFT.

Soalnya seperti berikut :

Langkah pengerjaan pada CFDSOFT

• Alokasi Memori
• Atur Domain 

• Atur Model

• Atur Cell

• Atur Kondisi Sepadan (diberi gaya gravitasi)

• Bangun Grid

• Atur Konstanta Fiskal

• Iterasi

Kita lihat hasilnya (Post Processing)

Vektor Tekanan Relatif Total

Kontur Tekanan Relatif Total (Awal)

Kontur Tekanan Relatif Total (Pertengahan)

Kontur Tekanan Relatif Total (Akhir)

Dari hasil simulasi terlihat adanya penurunan tekanan dari inlet k outlet.

Berikut hasil tekanan dengan melihat alfa (Lihat Alfa)

dari hasil ini terlihat terjadi perbedaan tekanan dari 432 PA menjadi 367 PA.

Read Full story

BOAT STRENGTH

Menentukan Ketebalan Kulit dari Kapal Boat

Didalam industri galangan kapal boat, untuk meningkatkan produktivitas dan efisien ada beberapa faktor yang harus dipenuhi agar galangan tersebut dapat meningkatkan kualitas dan profit. Faktor tersebut ada dua yaitu :

• Alur Produksi : Alur jalannya material harus continue agar tidak terjadi losses time.
• Penggunaan Material : Material pembentuk FRP ( Fiber Reinforced Plasctic) harus diperhitungkan agar tidak terjadi kelebihan material yang dapat membuang biaya dari produksi galangan.

Pada bahasan kali ini, kita akan membahas mengenai faktor yang kedua yaitu penggunaan material. Untuk mengetahui berapa jumlah material FRP (Resin dan Fiberglass) maka kita harus mengetahui terlebih dahulu berapa ketebalan kulit yang diperlukan untuk membuat suatu kapal Boat.


Dalam menentukan ketebalan kulit dari kapal boat merujuk kepada aturan yang telah ada sehingga aspek kekuatan kapal boat dapat tercapai. Aturan yang sangat umum digunakan dan sangat dipercaya adalah Aturan Scantling. Aturan ini berdasarkan pada engineering analysis yang dilakukan pada database kapal boat yang telah valid dan diuji kekuatannya berdasarkan ASTM D 790 (Standard Test Method for Flexural Properties of Reinforced Plastic). Hasilnya disederhanakan menjadi suatu factor yang mudah ditentukan. Yang dibutuhkan untuk menentukan konstruksi material serta dimensi dari aturan cukup mudah yaitu panjang kapal keseluruhan (Loa), displacement kapal, dan kecepatan. 

            Aturan Scantling ini telah digunakan lebih dari 100 tahun oleh badan klasifikasi terkenal seperti ABS dan Lloyd. Aturan ini hanya digunakan untuk kapal boat tipe monuhull (1 lambung) dengan kriteria sebagai berikut :

• Panjang keseluruhan (LOA)  = 3 m - 37 m
• Top Speed                           = < 45 Knot

Untuk kapal boat yang lebih kecil dan lebih besar serta berkecepatan tinggi dari rentang yang disebutkan diatas perlu dilakukan engineering analysis lebih rinci kembali.

            Referensi utama untuk semua point pada aturan scantling dalam unsur-unsur kekuatan kapal boat adalah Scantling Number (Sn). Untuk menentukan dimensi, berat dan bentuk dari struktur komponen boat yang pertama harus dicari adalah nilai Sn tersebut. Berikut formula atau rumus untuk menentukan nilai Sn :

LOA          = panjang keseluruhan kapal (m)

B               = lebar kapal terluar (m)

D               = draft atau sarat kapal (m)

Kemudian pada dimensi juga terdapat koreksi sebagai berikut :

• Jika LOA dibagi dengan LWL nilainya lebih besar dari 108 %, maka harus panjang LOA harus dikoreksi dengan formula berikut ini :

Setelah nilai Sn didapatkan dengan mempertimbangkan koreksi dimensi, maka kita bisa menentukan ketebalan dari kulit kapal secara mendasar. Formulanya adalah :

Atau dengan mengacu pada grafik berikut ini :

Solid-Glass Hull Thickness (Lower Topside) Small Boats

Solid-Glass Hull Thickness (Lower Topside) Large Boats

Perhitungan untuk menentukan berapa ketebalan kulit dari kapal boat bisa dibuatkan dalam program visual basic. Contoh Perhitungannya sebagai berikut :

Galangan akan membuat kapal ikan yang dipesan oleh owner dengan spesifikasi seperti berikut :

• LOA                 = 12.19 m
• LWL                 = 11.34 m
• Beam                 = 3.83 m
• Dept of Hull       = 1.80 m

Tentukan berapa nilai Sn dan ketebalan kulit lambung yang dibutuhkan untuk kapal ikan ini !

Langkah-langkahnya adalah :

1. Menghitung nilai Sn dengan menggunakan formula yang telah disampaikan sebelumnya dengan memperhatikan faktor koreksi LOA.
2. Setelah Sn didapat, nilai t (shell thickness) dapat dicari.

Langkah-langkah pengerjaan program visual basicnya adalah : 

1. Membuat Design VB

2. Membuat Coding

3. Pengujian program

Dari hasil diatas didapatkan nilai Sn sebesar 2,97 dan t (shell thickness) sebesar 9,12 mm. Hasil ini sesuai dengan perhitungan manual. Sehingga program ini sesuai dengan formula yang diberikan.

Alhamdulillah programnya bisa dijalankan. Penulis berharap Program VB yang simple ini bisa membantu pihak galangan dalam mempercepat penentuan ketebalan kulit kapal boat sehingga mereka bisa menghitung berapa penggunaan material pembentuk FRP yang dibutuhkan dan dapat meningkatkan efisiensi produksi. 

Read Full story

Progress Tugas Besar CFD dan Komtek

PENGARUH JENIS MATERIAL PLAFON PADA SUHU KAMAR

Tujuan Penelitian 

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaimana pengaruh jenis material plafon pada suhu kamar yang ditempati dengan menggunakan software CFD dan membuat programnya di visual basic.

Studi Literatur 

Suhu kamar yang ideal adalah 20'C - 25 'C atau 293' K - 298' K. Untuk menjaga suhu kamar tersebut dapat dengan membuat ventilasi yang benar sehingga aliran udara masuk ke dalam kamar bisa menyejukkan dan menurunkan temperatur kamar. Cara lain dengan menggunakan pendingin ruangan atau AC. 

Konduktivitas Thermal juga berpengaruh pada perpindahan kalor didalam kamar.  Berikut contoh-contoh konduktivitas thermal material :

Bahan	k  (W/m.Co)	Bahan	k  (W/m.Co)
Aluminium	238	Asbestos	0,08
Tembaga	397	Concrete	0,8
Emas	314	Gelas	0,8
Besi	79,5	Karet	0,2
Timbal	34,7	air	0,6
Perak	427	kayu	0,08
Wol	0,04	udara	0,0234

Untuk plafon kamar, diharapkan agar konduktivitas thermalnya sangat kecil agar panas dari atap tidak gampang berpindah ke kamar yang bisa menyebabkan kamar menjadi panas. Konduktivitas Thermal adalah kemampuan material untuk menghantarkan panas. 

Pada kamar ini plafon yang digunakan adalah asbestos. Dari segi konduktivitas thermalnya cukup kecil tapi sangat banyak kerugiannya. Sifat asbes yang menyerap panas sehingga membuat pada malam hari menjadi panas karena kalor yang diserap siang hari dilepaskan pada malam hari. Asbes juga tidak baik untuk kesehatan yang dapat menyebabkan kanker.

Prosedur Penelitian

Secara garis besar alur skema penelitiannya sebagai berikut :

Pengambilan Data 

Berikut gambar 3 D kamar yang akan disimulasi kan :

Dari gambar diatas, pada pagi dan siang hari pintu dan jendela menjadi inlet, ventilasi menjadi outlet. 

Beikut data temperatur yang telah diambil dibeberapa titik :

Dari data diatas terlihat bahwa suhu kamar diatas suhu kamar yang kurang nyaman dari standar yang diberikan. Untuk itu penelitian ini akan membandingkan efek penggunaan plafon pada kamar, karena plafon memiliki pengaruh yang cukup besar pada temperatur dalam kamar.

Read Full story

Simulasi Wall Konduktif

Pertemuan kali ini kita akan mensimulasikan wall konduktif yaitu melihat fenomena perambatan temperatur dari tinggi ke rendah. Mari kita langsung aja membuat simulasinya seperti langkah-langkah berikut :

• Alokasi memori terlebih dahulu
• Atur Domain

• Atur model

• Atur cell (wall sebelah kiri dijadikan wall konduktifnya dan diberi outlet)

• Atur KS ( untuk wall 1,disini kita memberi point dengan fungsi waktu terhadap temperature  yaitu 25s & 293K, 50s & 303K, 75s & 313K, 100s & 323K) dan (wall 2 diberi temperatur 273K)

• Iterasi

Hasil simulasi

Dari hasil simulasi diatas, terlihat adanya perambatan suhu seiring dengan berjalannya waktu. Perambatan akan berhenti jika suhu didalam telah stabil

Read Full story