Tesis ini berjudul "Pengembangan Vortex Flowmeter Ultrasonik untuk Estimasi Laju Aliran Udara dalam Pipa" oleh Irsan Ferdian Agung Sudrajat, merupakan syarat untuk meraih gelar Magister Instrumentasi dan Kontrol dari ITB. Penelitian ini bertujuan mengatasi keterbatasan vortex flowmeter konvensional yang sensitif terhadap getaran dengan mengintegrasikan gelombang ultrasonik untuk mendeteksi vorteks secara non-intrusif dan tahan getaran.
Penelitian ini menggunakan shedder berbentuk lingkaran, persegi, dan segitiga berukuran 1 cm, 1.5 cm, dan 2 cm yang dipasang di dalam pipa berdiameter 4 cm. Waktu tempuh ultrasonik (T) pada aliran laminar dan vorteks dibandingkan hingga kecepatan aliran udara 7 m/s. Hasilnya menunjukkan keterlambatan waktu tempuh ultrasonik pada aliran vorteks dibandingkan laminar, dengan peningkatan perbedaan waktu tempuh (ΔT) hingga kecepatan tertentu, mengindikasikan pengaruh struktur vorteks pada perambatan sinyal ultrasonik. Setelah mencapai puncak, ΔT menurun dan stabil pada laju aliran tinggi, akibat turbulensi yang berkembang penuh menghilangkan gangguan akustik dan membuat aliran tampak seragam.
Angka Reynolds dan Strouhal dihitung, menunjukkan transisi aliran dari laminar (Re < 2000) ke turbulen (Re > 4000), dengan frekuensi pelepasan vorteks mencapai >100 Hz pada kecepatan aliran maksimum. Kecepatan aliran udara pada shedder lingkaran 1.5 cm saat ΔT mencapai puncak adalah 2.68 m/s.
Penelitian ini menggunakan simulasi Komputasional Dinamika Fluida (KDF) dan eksperimen untuk menganalisis fenomena tersebut. Simulasi KDF memvisualisasikan formasi Karman Street Vortex di belakang berbagai bentuk shedder. Eksperimen mengukur waktu tempuh ultrasonik untuk aliran laminar dan vorteks.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa integrasi ultrasonik dengan vortex flowmeter memiliki potensi untuk meningkatkan akurasi pengukuran aliran, terutama dalam lingkungan yang rentan terhadap getaran. Penggunaan ultrasonik dapat mendeteksi vorteks tanpa mengganggu aliran dan lebih tahan terhadap gangguan getaran dibandingkan metode konvensional. Disarankan penelitian lebih lanjut untuk mengoptimalkan desain shedder dan algoritma pemrosesan sinyal ultrasonik untuk meningkatkan kinerja flowmeter.