Perpustakaan Digital ITB

Beberapa dekade terakhir telah tampak perkembangan signifikan dalam penggunaan pipa fleksibel pada penggunaan fasilitas floating production di seluruh dunia. Secara historis, sejumlah pipa fleksibel, terutama flexible riser telah mengalami fluktuasi tekanan beramplitudo tinggi di atas kecepatan kritis, yang dapat menyebabkan getaran mekanik yang dapat menyebabkan kegagalan perpipaan pada topside ataupun subsea. Permasalahan dapat diidentifikasi dari adanya Flow-Induced Pulsations (FLIP) dari carcass pada pipa fleksibel, yang mempunyai profil yang tidak rata. Di dalam kontur pipa, terbentuk shear layer yang tidak tunak, yang menjadi sumber suara utama. Dalam penelitian ini, tujuan pertama adalah menyelidiki pola aliran fluida melalui pipa bergelombang dan efek dari geometri pipa terhadap amplitudo siulan dan bilangan Strouhal dari amplitudo puncak siulan. Selain itu, dimensi karakteristik optimal untuk bilangan Strouhal dievaluasi dan diusulkan. Tujuan ini dicapai dengan metode simulasi numerik menggunakan perangkat lunak Computational Fluid Dynamics (CFD). Parameter yang divariasikan, meliputi kedalaman cavity, radius upstream edge, radius downstream edge, lebar cavity, dan panjang plateau terhadap amplitudo suara dan bilangan Strouhal yang terkait. Didapat bahwa tren perubahan amplitudo suara dapat terlihat dari variasi parameter kedalaman cavity, radius upstream dan downstream edge. Sementara itu, tren perubahan bilangan Strouhal terlihat dari variasi radius upstream edge, radius downstream edge dan lebar cavity. Selain itu, sejumlah dimensi karakteristik optimal dievaluasi. Didapatkan bahwa rasio antara kuadrat panjang plateau dan penjumlahan lebar rongga dengan jari-jari upstream edge menghasilkan dimensi karakteristik optimal untuk bilangan Strouhal pada kasus pipa bergelombang karena menunjukkan variasi terkecil dari bilangan Strouhal dibandingkan dengan rasio panjang lainnya. Panjang karakteristik tersebut memungkinkan untuk memprediksi kondisi aliran kritis untuk penanganan fenomena siulan secara lebih akurat dan efektif dengan menggunakan persamaan yang diusulkan. Hal tersebut juga memungkinkan untuk memilih konfigurasi geometri pipa jika kondisi aliran tidak dapat dimanipulasi.