Perpustakaan Digital ITB

Fluid-structure interaction (FSI) merupakan fenomena mendasar dalam lokomosi biologis, getaran terinduksi aliran pada sistem rekayasa, serta aplikasi baru dalam sistem pemanenan energi dari aliran fluida. Dalam studi ini, kami mengembangkan kerangka simulasi FSI resolusi tinggi yang menggabungkan remeshed-Vortex Particle Method (R-VPM) untuk simulasi aerodinamika tak termampatkan yang tidak tunak, dengan Corotational Beam Formulation (CBF) untuk menangkap dinamika deformasi besar pada struktur fleksibel berdinding tipis. Peningkatan dalam kopling gaya dan penerapan kondisi batas menghasilkan stabilitas numerik dan akurasi yang lebih baik dalam simulasi jangka panjang. Pemecah ini divalidasi menggunakan tolok ukur FSI yang telah dikenal dan diterapkan pada konfigurasi bendera terbalik kompleks dalam domain 2D dan 3D. Kerangka ini digunakan untuk menyelidiki perilaku dinamis dari tiga konfigurasi bendera terbalik: susunan tandem, atas-bawah, dan berdampingan. Studi sistematis menunjukkan dinamika yang bergantung pada konfigurasi: susunan tandem dan atas-bawah menghasilkan dinamika yang serupa di domain 2D, sementara di 3D, konfigurasi atas-bawah dan berdampingan menunjukkan kesamaan perilaku yang lebih dekat. Konfigurasi tandem secara konsisten memunculkan gangguan aliran bangun yang meredam osilasi struktur hilir dan membatasi keluaran energi, meskipun dilakukan variasi kekakuan. Sebaliknya, konfigurasi atas-bawah mampu mendorong gerakan melambai yang koheren dan menghasilkan energi lebih besar dibandingkan konfigurasi bendera tunggal dalam berbagai rasio kekakuan. Ditemukan adanya jarak optimal pada susunan tandem di mana keluaran energi mencapai maksimum, melalui keseimbangan antara interaksi pusaran yang konstruktif dan gangguan timbal balik. Untuk konfigurasi berdampingan, asimetri awal akhirnya berkembang menjadi pola osilasi sinkron anti-fase yang stabil.