Perpustakaan Digital ITB

Studi ini membahas interaksi aerodinamika dan struktur dari sayap HALE UAV yang saat ini sedang dikembangkan di Institut Teknologi Bandung (ITB). Dalam desain HALE UAV, untuk memenuhi persyaratan terbang yang sangat lama, sayap harus didesain memiliki efisiensi aerodinamika tinggi. Untuk itu, HALE UAV memiliki sayap panjang dengan aspect ratio yang tinggi. Meskipun hal tersebut meningkatkan efisiensi aerodinamika, struktur sayap akan semakin fleksibel yang dapat membahayakan respon dinamiknya terutama dalam hal kestabilan dan berujung pada kegagalan struktur akibat divergence atau flutter. Dalam penelitian ini, HALE UAV ITB dengan model sayap dalam konfigurasi tandem akan disimulasikan menggunakan metode two-way fluid-structure interaction dalam beberapa kondisi gangguan gust. Komputasi fluida (CFD) menggunakan Finite Volume Method (FVM) dengan pendekatan Detached Eddy Simulation (DES) dan model turbulen Shear Stress Transport (SST). Sedangkan Finite Element Method (FEM) diterapkan untuk komputasi struktur (CSD) dengan metode implisit Newmark Time Integration (HHT). Pengaruh gangguan gust terhadap respon aerodinamika dan dinamik struktur pada model sayap tandem menjadi sangat penting dalam penelitian ini. Sebagai tambahan terhadap respon yang diakibatkan oleh gust, pengaruh wake yang dihasilkan oleh sayap depan menuju sayap belakang diperhatikan selama simulasi. Dalam penelitian ini, 1-cosine gust diterapkan dengan variasi kecepatan amplitudo mencapai 4 m/s. Berdasarkan hasil investigasi pada simulasi numerik, saat sayap dieksitasi oleh gangguan gust dengan kecepatan amplitudo relatif kecil, respon dinamiknya mengikuti fungsi gust terhadap waktu. Disisi lain, saat sayap dieksitasi oleh gangguan gust dengan kecepatan amplitudo relatif besar, respon dinamiknya berubah secara signifikan saat mendekati nilai maksimum. Fenomena tersebut disebabkan oleh sudut serang yang sangat besar, sehingga aliran mengalami separasi. Namun, terjadinya gust dengan kecepatan amplitudo besar relatif jarang terjadi. Oleh karena itu selama beroperasi, gangguan gust yang diterima oleh sayap cenderung menimbulkan respon yang mirip dengan 1-cosine gust.