Perpustakaan Digital ITB

SPH merupakan sebuah metode Lagrangian yang merepresentasikan sebuah sistem menggunakan sekumpulan partikel yang bergerak dalam domain tertentu. Setiap partikel memiliki properti material masing-masing seperti densitas, kecepatan, dan temperatur, yang berevolusi berdasarkan persamaan atur densitas, momentum, dan energi. Persamaan atur didekati dengan menggunakan representasi fungsi integral yang disebut dengan aproksimasi kernel. Aproksimasi kernel kemudian didiskritisasi dengan menggunakan partikel. Diskritisasi dilakukan dengan mengganti representasi integral dan turunannya dengan penjumlahan dari nilai pada partikel-partikel tetangga di dalam domain lokal suatu partikel yang disebut dengan support domain. Support domain yang terletak pada batas domain akan terpotong sehingga terjadi inkonsistensi partikel yang menyebabkan ketidakakuratan aproksimasi. Untuk memperbaiki kesalahan aproksimasi ini digunakan metode CSPH untuk memperbaiki nilai dari kernel function dan turunannya. Pada setiap time step, akselerasi pada setiap partikel dihitung, kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan dan posisi dari partikel pada time step berikutnya. Selain akselerasi, densitas dan temperatur juga dihitung pada setiap time step. Metode SPH digunakan untuk mensimulasikan aliran incompressible, yaitu Aliran Poiseuille, Aliran Couette, dan aliran dengan gangguan berbentuk balok yang berperan sebagai heat source. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan persamaan Weakly-Compressible SPH. Dari hasil simulasi, dapat diketahui bahwa CSPH dapat memperbaiki fungsi kernel dan turunannya. Sehingga, properti partikel pada batas domain dapat didekati dengan lebih tepat. Penggunaan articial viscosity dapat mengurangi osilasi numerik yang terjadi pada hasil simulasi. Pada daerah stagnasi dan wake, masih terjadi perbedaan yang cukup besar antara solusi SPH dan FVM. Perbedaan ini disebabkan oleh penggumpalan partikel pada simulasi SPH yang dapat diatasi dengan particle shifting. Selain itu, perlu dilakukan penambahan partikel agar fenomena turbulensi dapat dimodelkan dengan lebih baik.