Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini mengevaluasi respons dinamik dari struktur fleksibel bawah air menggunakan pemodelan numerik fluid-structure interaction (FSI) dengan metode Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL). Model struktur yang digunakan adalah sebuah batang kantilever aluminium dengan panjang 1.3 m, penampang persegi 13.84 mm x 13.84 mm, dan massa terpusat di ujungnya sebesar 0.5 kg. Model ini disimulasikan menggunakan perangkat lunak Abaqus di dalam sebuah domain fluida Eulerian berukuran 1.5 m x 0.1 m x 0.01384 m dengan kondisi batas dinding-tetap (V=0) untuk mengamati perubahan karakteristik getarannya. Analisis dilakukan pada tiga domain berbeda, yaitu vakum, udara, dan air, lalu divalidasi dengan membandingkan hasilnya terhadap data analitis dan eksperimental. Hasil menunjukkan frekuensi natural dasar struktur di vakum adalah 3.39 Hz dengan rasio redaman struktural 0.02%. Di dalam medium udara, frekuensi turun sebesar 11.5% menjadi 3.00 Hz dan rasio redaman meningkat menjadi 0.33% akibat efek aerodinamik. Perubahan paling signifikan terjadi di dalam air, di mana frekuensi natural turun drastis sebesar 94.1% menjadi 0.20 Hz, yang secara jelas mengonfirmasi dominasi efek massa tambahan (added mass). Rasio redaman hidrodinamik juga meningkat menjadi 2.96%, menunjukkan disipasi energi yang kuat. Meskipun metode Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) berhasil memvalidasi respons getaran struktur secara akurat untuk kondisi vakum dan udara, terjadi diskrepansi yang signifikan saat disimulasikan dalam medium air. Analisis lebih lanjut menunjukkan ketidakakuratan ini kemungkinan besar bukan disebabkan oleh resolusi mesh, melainkan oleh faktor geometris pada model simulasi. Penyebab utamanya diperkirakan adalah jarak domain wall (batas komputasi) yang terlalu dekat dengan struktur, yang dapat menimbulkan efek batas (boundary effect) berupa pantulan gelombang tekanan non-fisis, serta adanya perbedaan minor pada geometri penampang antara model dan referensi eksperimental.