Perpustakaan Digital ITB

Tesis ini akan mempelajari ketidakstabilan Kelvin-Helmholtz dari dua lapisan fluida kental dengan rapat massa yang berbeda bergerak sejajar satu sama lain pada kecepatan yang berbeda dalam sebuah saluran. Dengan asumsi bahwa aliran fluida tak berotasi, persamaan pengatur untuk kedua fluida diberikan dalam bentuk fungsi potensial yang memenuhi persamaan Laplace. Fokus dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki ketidakstabilan yang disebabkan oleh bentuk permukaan dasar saluran: bentuk rata dan bentuk tidak rata sinusoidal. Untuk bentuk permukaan dasar tidak rata sinusoidal, karena permukaan bergelombang dianggap kecil dibandingkan dengan panjang gelombangnya, maka metode perturbasi digunakan untuk menyelesaikan persamaan. Relasi dispersi kemudian diturunkan untuk kedua kasus. Untuk kasus permukaan dasar rata, kriteria kestabilan diberikan oleh nilai kritis dari kecepatan relatif. Kurva netral diperoleh untuk membagi daerah ketidakstabilan dari dua lapisan fluida yang bergantung pada beberapa parameter fisis yaitu viskositas, rapat massa dan tegangan permukaan. Untuk kasus permukaan dasar tidak rata sinusoidal diperoleh bahwa semakin tinggi ketebalan fluida lapisan atas maka kondisi cenderung tidak stabil, diperoleh juga bahwa panjang gelombang dari permukaan dasar sinusoidal meningkatkan ketidakstabilan; semakin tinggi panjang gelombang, semakin luas daerah ketidakstabilan.