Perpustakaan Digital ITB

Aliran fluida dengan perbedaan massa jenis merupakan fenomena alam yang sering terjadi di dunia ini. Beberapa contohnya adalah fenomena terbentuknya plume Sungai Fraser dan terbentuknya formasi awan Kelvin-Helmholtz. Pada tugas akhir ini, penulis akan mengkaji perilaku aliran fluida dengan massa jenis yang tak seragam dengan mengkonstruksi model persamaan pengatur dari persamaan Euler. Fluida yang dikaji pada skripsi ini merupakan fluida tidak termampatkan dan tak kental. Model yang telah dibangun didiskritisasi dengan menggunakan metode numerik beda hingga pada Arakawa C-grid dan diselesaikan dengan metode successive over relaxation (SOR). Skema numerik diimplementasi untuk menyimulasikan fluida dengan massa jenis yang tak seragam. Kasus yang dibahas pada tugas akhir ini antara lain, kasus perbedaan massa jenis secara horizontal, perbedaan massa jenis secara vertikal, dan topografi Delta Sungai Fraser. Perbandingan simulasi terhadap teori Bernoulli, ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz, dan video eksperimen menunjukkan hasil yang cukup baik. Skema numerik dapat mensimulasikan turbulensi yang timbul sehingga memicu proses pencampuran fluida dengan massa jenis yang tak seragam. Skema numerik juga dapat mensimulasikan terbentuknya formasi gelombang Kelvin-Helmholtz dan terbentuknya zona percampuran yang sesuai dengan nilai zona percampuran ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz.