Perpustakaan Digital ITB

Aliran transisi merupakan penentu perubahan dari aliran laminar menjadi aliran turbulen dalam lapisan batas yang masih menarik perhatian bagi peneliti untuk dapat memprediksi dengan akurat. Keakurasian prediksi ditentukan bagaimana dapat menangkap dengan baik fenomena yang terjadi dari permukaan dinding kearah normal hingga ke batas luar lapisan batas yang berhubungan dengan kecepatan inviscid. Fenomena yang mungkin terjadi adalah disipasi aliran di dinding, difusi dan produksi aliran di dalam domain aliran. Metode prediksi aliran transisi yang saat ini sedang berkembang adalah metode berbasis pernyelesaian persamaan Integral Boundary Layer (IBL) berinteraksi dengan solusi aliran inviscid, dan metode berbasis penyelesaian persamaan Navies-Stokes seperti persamaan Reynolds Average Navier-Stokes (RANS). Permasalahan yang selalu muncul pada penyelesaian kedua pendekatan ini, IBL dan RANS, adalah prediksi transisi yang masih belum cukup akurat dan robust yang menyebabkan hasil perhitungan untuk karakteristik aerodinamikanya juga kurang meyakinkan. Terlebih lagi, saat ini sangat diperlukan analisis aerodinamika pada Reynolds Number rendah dimana aliran transisi berperan penting dalam analisis karakteristik alirannya. Pada penelitian ini telah dilakukan studi perkembangan pemodelan aliran transisi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, terdiri dari pressure gradient, freestream turbulence, heat transfer, dan surface roughness. Telah dikembangkan model yang dapat menangkap semua faktor yang mempengaruhi letak transisi. Model yang dikembangkan diuji coba dengan kode numerik yang dikembangkan untuk menyelesaikan persamaan IBL dan RANS. Solusi persamaan IBL dihitung dengan metode integrasi ruang Runge-Kutta orde dua yang ditulis pada programming code Python, sedangkan persamaan RANS dihitung dengan menggunakan software OpenFOAM yang berbasis Finite Volume Method (FVM). Hasil simulasi menunjukkan bahwa model transisi yang dikembangkan dapat menangkap setiap faktor yang mempengaruhinya dengan tingkat akurasi yang cukup tinggi. Akurasi dilihat dari perbandingan antara hasil simulasi kode numerik dengan berbagai data eksperimen sesuai faktor pengaruh letak transisi.