Perpustakaan Digital ITB

Pada tahun 2008 telah dipublikasikan perangkat lunak untuk Computational Fluid Dynamics (CFD) kode terbuka (open source) dengan nama Code_Saturne oleh EDF R&D Perancis dengan lisensi publik (GPL). Code_Saturne merupakan perangkat lunak CFD fase tunggal yang sudah divalidasi untuk sekitar 30 kasus. Berkaitan dengan hal ini, dilakukan studi penerapan Code_Saturne untuk konveksi alamiah yang digerakkan oleh gaya apung dalam sub buluh. Tujuan dari studi ini adalah untuk memvalidasi dan menguji perangkat lunak CFD kode terbuka tersebut dalam menyelesaikan permasalahan konveksi alamiah. Sasaran dari studi ini adalah pemakaian Code_Saturne untuk simulasi konveksi alamiah pada sub buluh. Dalam studi ini dilakukan validasi yang menjadi dasar untuk memperkirakan kemampuan Code_Saturne dalam menyelesaikan permasalahan konveksi alamiah pada sub buluh. Metode yang digunakan adalah validasi kuantitatif melalui verifikasi penyelesaian dan perbandingan dengan eksperimen. Verifikasi dilakukan untuk mengkaji ketidakpastian simulasi numerik dengan metode Grid Convergence Index (GCI). Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi dengan hasil eksperimen konveksi alamiah dalam rongga persegi yang sudah pernah dilakukan sebelumnya. Eksperimen ini menggunakan kubus berisi air dengan dua sisinya yang berlawanan diberi temperatur konstan yang berbeda sehingga menghasilkan aliran konveksi alamiah. Dilakukan pengamatan pada beberapa titik pemantauan untuk memperoleh data temperatur dan kecepatan aliran. Sebuah model dibangun untuk mensimulasikan permasalahan ini dengan Code_Saturne. Hasil validasi menunjukkan bahwa Code_Saturne mampu mensimulasikan konveksi alamiah dengan baik dan kemungkinan dapat digunakan untuk penerapan konveksi alamiah pada sub buluh. Tujuan penerapan ini untuk menguji apakah hasil validasi konveksi alamiah pada rongga persegi dapat diterapkan pada sub buluh. Penerapan ini mengacu pada eksperimen konveksi alamiah pada sub buluh yang pernah dilakukan sebelumnya. Sub buluh disusun dari tiga batang pemanas listrik dan tiga batang tanpa pemanas yang disusun secara vertikal dan membentuk susunan sub buluh segi tiga. Daya pemanas divariasikan untuk memantau distribusi temperatur pada sub buluh. Simulasi dengan Code_Saturne memodelkan eksperimen sub buluh segitiga ini dengan mengikuti syarat-syarat yang diperlukan oleh Code_Saturne dan eksperimen. Dengan hasil validasi sebesar 79,17%, Code_Saturne dapat memberikan hasil simulasi perpindahan panas konveksi alamiah pada sub buluh dengan baik. Korelasi yang dihasilkan, yaitu Nu = 0,235Ra0,3262 berdasarkan pada bilangan Nusselt rata-rata dan bilangan Grashof termodifikasi, dan dapat dibandingkan dengan korelasi lain yang sesuai. Lebih jauh, Code_Saturne disarankan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan konveksi alamiah tertutup dengan fluida phase tunggal. Akan lebih baik lagi jika dilakukan penyempurnaan pada ukuran mesh dan model konduksi.