Perpustakaan Digital ITB

Laporan ini menyajikan pengoptimalan geometri turbin Francis dalam rangka memenuhi permintaan energi yang kian meningkat. Desain dasar turbin beroperasi pada head beda elevasi 131,07 meter dengan kecepatan putar 1.000 RPM. Turbin tersebut dioptimalkan untuk mencapai efisiensi dan/atau daya poros yang lebih tinggi pada kondisi operasi tersebut. Parameter yang disetel dalam pengoptimalan turbin adalah geometri sudu-sudu Stay Vane, Guide Vane, dan Runner. Metode optimasi yang digunakan adalah surrogate optimization. Prosesnya melibatkan persampelan iteratif. Model surrogate yang penulis gunakan dalam optimasi, adalah regresi menggunakan model Kriging (salah satu kategori Radial Basis Function). Tahap pengoptimalan turbin dimulai dari persampelan acak (formasi Latin Hypercube), lalu diikuti persampelan selektif. Penentuan lokasi untuk disampel dalam tahap persampelan selektif, menggunakan indikator weighted multi-objective expected improvement. Persampelan dalam proses optimasi dievaluasi pada simulasi komputasi fluida dinamik (CFD) tingkat akurasi rendah. Proses iterasi berlangsung hingga kriteria henti tercapai. Kriteria henti yang penulis gunakan adalah batas durasi. Setelah kriteria henti tercapai, akan didapat satu set desain-desain teroptimal disebut Pareto Front. Setelah mendapatkan set desain-desain teroptimal, dipilih tiga desain untuk disimulasikan di CFD dengan akurasi yang lebih tinggi. Dua desain di antaranya adalah sebagai berikut: desain efisiensi tertinggi mengalami kenaikan efisiensi 0,19%, kenaikan daya poros 4,44% , dan potensi kavitasi membaik, dalam satuan tekanan statik sebesar 1,385 atm ; sedangkan desain daya poros terbaik memiliki efisiensi yang turun 2,89% dengan daya yang naik sebesar 24,93% dengan potensi kavitasi memburuk, dalam satuan tekanan statik sebesar ?0,103 atm. Laporan ini lalu menampilkan analisis sensitivitas parameter geometri, dan menabulasi parameter-parameter geometri dari ketiga titik Pareto Front terpilih tersebut.