Perpustakaan Digital ITB

Material berbasis Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan alternatif material penyerap suara ramah lingkungan. Namun demikian, efektivitas penyerapannya pada frekuensi rendah masih terbatas. Salah satu pendekatan yang berkembang untuk meningkatkan kinerja material berpori adalah dengan menyisipkan rigid inclusion ke dalam struktur material berpori guna memicu resonansi lokal. Dalam praktiknya, proses produksi yang melibatkan serat TKKS yang tidak seragam menyebabkan posisi dan orientasi inclusion sulit diatur secara presisi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh posisi dan orientasi rigid inclusion terhadap kinerja absorpsi suara, serta menentukan konfigurasi optimum yang dapat memberikan peningkatan kinerja absorpsi dengan karakteristik frekuensi pita lebar. Penelitian ini dilakukan melalui pemodelan dan simulasi numerik berbasis Metode Elemen Hingga (MEH) dua dimensi menggunakan COMSOL Multiphysics 5.6. Material TKKS dimodelkan sebagai fluida ekuivalen menggunakan model Johnson-Champoux-Allard (JCA). Variasi dilakukan terhadap posisi inclusion pada sumbu-x dan sumbu-y, serta orientasi rigid inclusion. Selanjutnya, dilakukan proses optimisasi menggunakan algoritma Nelder-Mead untuk mencari konfigurasi yang menghasilkan kinerja absorpsi terbaik. Hasil simulasi menunjukkan bahwa variasi posisi pada arah gelombang (sumbu-y) dan orientasi rigid inclusion (sudut terhadap sumbu-x) memekengaruhi kecepatan partikel di dalam material, sehingga berdampak terhadap kinerja absorpsi. Inclusion yang ditempatkan dekat permukaan memberikan peningkatan kinerja pada frekuensi rendah, sedangkan inclusion di dekat rigid backing cenderung meningkatkan absorpsi pada frekuensi tinggi. Sementara itu, perubahan orientasi inclusion menunjukkan pengaruh yang lebih dominan pada frekuensi tinggi, sekaligus berkontribusi dalam memperlebar pita frekuensi kerja. Konfigurasi optimum yang diperoleh melalui proses optimasi terbukti mampu meningkatkan nilai rata-rata absorpsi serta memperluas cakupan frekuensi efektif. Nilai SAA yang diperoleh dari konfigurasi ini mencapai 0,34. Temuan ini menunjukkan bahwa penyesuaian posisi dan orientasi rigid inclusion merupakan strategi desain yang efektif dalam meningkatkan kinerja akustik material TKKS.