May 22, 2012

Drag Coefficient

Posted by Gerry Liston Putra On Tuesday, May 22, 2012 1 comment

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.






May 20, 2012

Pressure Drop in Internal Flow

Posted by Gerry Liston Putra On Sunday, May 20, 2012 1 comment

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.




May 13, 2012

BOAT STRENGTH

Posted by Gerry Liston Putra On Sunday, May 13, 2012 4 comments

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. 






May 11, 2012

Progress Tugas Besar CFD dan Komtek

Posted by Gerry Liston Putra On Friday, May 11, 2012 1 comment

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.







May 4, 2012

Simulasi Wall Konduktif

Posted by Gerry Liston Putra On Friday, May 04, 2012 1 comment

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