Perpustakaan Digital ITB

Penelitian telah menunjukkan bahwa detonasi berpotensi menjadi salah satu sumber daya sistem propulsi mesin. Pasalnya, secara teoritis detonasi terbukti memiliki efisiensi yang jauh lebih tinggi daripada deflagrasi. Hal ini dibuktikan dengan distribusi energi yang ditransfer sebagai panas akibat reaksi kimia oleh detonasi lebih besar daripada deflagrasi. Fenomena detonasi terjadi pada kecepatan supersonik, sedangkan deflagrasi terjadi pada kecepatan subsonik. Salah satu bidang yang diminati dalam penerapan mesin detonasi adalah ruang bakar roket. Ruang bakar roket memiliki ruang berbentuk lingkaran, dan dikategorikan sebagai mesin detonasi berputar (rotating detonation engine/RDE). Namun, masih sulit untuk mengimplikasikan mesin detonasi dalam kehidupan nyata. Hal ini disebabkan oleh kurangnya pemahaman tentang fenomena detonasi secara keseluruhan. Selama ini, hanya hasil simulasi yang melakukan visualisasi fenomena detonasi. Dengan demikian, simulasi numerik perlu ditingkatkan untuk dapat memahami karakteristik aliran dalam tabung detonasi. Beberapa parameter yang penting untuk dipertimbangkan adalah temperatur, tekanan, dan profil kecepatan. Profil kecepatan menunjukkan muka aliran, yang akan menentukan struktur detonasi. Struktur yang diperoleh dari simulasi numerik kemudian akan dibandingkan dengan teori dan eksperimen yang telah disimpulkan sebelumnya. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan karakteristik aliran fenomena detonasi menggunakan analisis CFD. Kategori detonasi yang akan menjadi fokus penelitian adalah rotating detonation. Pembakaran rotating detonation beroperasi pada volume konstan, yang meningkatkan efisiensi termodinamika mesin. Perangkat lunak yang digunakan adalah Ansys Fluent. Beberapa hasil yang dipertimbangkan adalah distribusi temperatur, distribusi tekanan, profil Zeldovich, Neumann, dan Doring (ZND), struktur detonasi, dan performa mesin sepanjang tabung. Namun, karena biaya komputasi, penelitian ini hanya akan menggunakan model dua dimensi. Model dua dimensi tidak akan sepenuhnya akurat menjelaskan seluruh dunia detonasi, tetapi cukup untuk menunjukkan fisika fundamental yang telah melalui proses tersebut. Geometri yang digunakan adalah bentuk persegi panjang yang mewakili geometri ruang annular yang disederhanakan. Analisis bersifat transien dan dua dimensi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa profil detonasi serupa dengan profil Zeldovich, Neumann, Doring (ZND). Tekanan dan suhu mengembang ke sisi kanan tabung, dan setelah mencapai kestabilannya, struktur berbentuk Y terbentuk dari kontur suhu. Struktur gelombang detonasi terdiri dari gelombang kejut detonasi, titik tripel, garis slip, gelombang kejut miring, permukaan kontak, dan gelombang kejut pantul. Dorongan yang diperoleh setelah detonasi stabil adalah 575 N, dan dorongan spesifik terkonvergensi menjadi sekitar 1250 m/s.