Senin, 26 Maret 2012

The Finite Volume Methode for Convection-Diffusion Problems

dalam persoalan dimana aliran fluida berlaku aturan yang signifikan kita tidak bisa mengabaikan effek konveksi seperti pada latihan-latihan sebelumnya. karena konveksi selalu terjadi di sepanjang sisi. untuk melakukan perhitungan tanpa mengabaikan konveksi dapat dilakukan dengan beberapa cara;


the central differencing scheme
untuk metode ini, diffusi yang direpresentatifkan pada bagian sebelah kanan persamaan akan bernilai linear untuk konvektif terhadap persamaan sebelah kiri.


the upwind differencing scheme
kekurangan metode ini dibandingkan dengan central differencing adalah ketidak mampuannya dalam menentukan arah aliran fluida.


the hybrid differencing scheme
metode ini adalah gabungan antara central differencing dengan upwind differencing. pada central diffrencing ke-akurat-an terjadi pada Peclet number yang kecil (Pe < 2) sedangkan upwind scheme keakuratan terjadi pada Peclet number besar (Pe > 2).

Senin, 19 Maret 2012

Latihan... (CFD)

Latihan 4.1

salah satu contoh soal yang ada di "an introduction to Computation Fluid Dynamics" oleh HK Versteeg & Malalasekera disini kita coba menyelesaikannya dengan menggunakan aplikasi CFDSOF. Pada aplikasi kita menggunakan geometri bangun seperti gambar berikut:


kemudian dengan memasukkan nilai-nilai kondisi lainnya, maka didapatlah kontur persebaran panas pada dinding sebagai berikut:


Latihan 4.2
Sekarang kita coba latihan 4.2 di buku yang sama,
  
dengan cara yang sama kita terapkan pada aplikasi CFDSOF, dan kita dapatkan;
   
disini terlihat perbedaan kontur distribusi panas dengan soal 4.1, hal ini terjadi karena pada soal 4.2 ada pengaruh heat generating sedangkan pada soal 4.1 tidak ada menggunakan.

Rabu, 14 Maret 2012

Diskritisasi Persamaan Atur dengan Metoda Finite Volume

Seperti yang telah dibahas sebeleumnya, CFD merupakan suatu metode numerik dengan menggunakan komputerisasi dalam menyelesaikan permasalahan mekanika fluida. Dalam mekanika fluida kita menyelesaikan permasalahan dan fonomena fluida dengan menggunakan pendekatan-pendekatan formula dan hukum-hukum dasarnya.


Persamaan-persamaan yang menjadi dasar dalam permasalahan fluida didasarkan pada "persamaan atur" (governing equation). Persamaan-persamaan atur tersebut adalah kekekalan masa, kekekalan momentum, energy. Namun persamaan-persamaan tersebut berbentuk persamaan differensial, yang tidak bisa diselesaikan oleh sistem komputer. Hal ini karena program komputer hanya mampu menyeselasaikan persamaan matetatika dasar seperti perkalian, pembagian, penjumlahan dan pengurangan.

Dengan demikian, penggunaan persamaan diffensial secara langsung pada komputasi tidak bisa diterapkan untuk menyeselaikan permasalahan kontinu. Namun permasalahan dapat diselesaikan melalui pendekatan diskritisasi.

Dengan diskritasasi persamaan differensial tadi diterjemahkan kedalam bentuk analogi numeris seperti perkalian, pembagian, penjumlahan dan pengurangan.  Secara visual, diskritisasi dapat dianalogikan kedalam bentuk ruangan-ruangan kecil (cell/grid) yang membagi seluruh ruangan yang dihitung. Cell tersebut memiliki luas dan volume yang terhingga sehingga memiliki titik-titik dalam ruang yang ditempati fluida dimana informasi mengenai sifat-sifatnya dapat diketahui.
Dengan demikian, akumulasi informasi masing-masing cell dapat merepresentasikan kondisi ruangan yang dihitung.

contoh diskritisasi
seperti gambar diatas, komputer tidak dapat menghitung langsung luasan kurva dengan menggunakan persamaan differensial. Tapi dengan cara membentuk persegi-persegi diseluruh kurva tersebut kemudian menghitung luas persegi dan mengakumulasinya. Sehingga semakin kecil persegi yang dibentuk semakin presisi hasl hitungannya...

Kamis, 08 Maret 2012

still CFD

Postingan kali ini masih mengenai CFD (computational fluid dynamic). Aplikasi CFD dapat diterapkan dalam keseharian kita, tidak terbatas hanya penggunaan di laboratorium ataupun pusat penelitian saja. Namun juga bisa kita terapakan dalan keseharian kita, seperti tata ruang di rumah, di kantor, kamar atau susunan gedung-gedung. Hal ini bisa dilakukan karena keseharian kita selalu berhubungan dengan fluida. Contoh fluida yang pasti kita temui adalah udara dan air.
Penggunaan CFD biasanya didasari karena kebutuhan informasi mengenai aliran atau sebaran fluida terhadap objek yang kita teliti. misalnya, kita ingin menciptakan suasana ruangan belajar di kelas terasa nyaman. Untuk itu kita dapat memodelkan ruangan belajar tersebut dalam program CFD dengan menginput data seperti keadaan ruangan sebenarnya, seperti posisi ruangan (barat/timur, berkaitan dengan posisi matahari), ventilasi ruangan, dimensi ruangan, AC, lampu-lampu dan lain sebagainya.
Setelah kita menginput data tersebut, maka kita akan mendapatkan informasi mengenai sebaran suhu/kecepatan aliran udara/tekanan udara di ruangan tersebut.
Dengan mengetahui informasi tersebut, kita dapat menganalisis apakah kondisi tersebut telah sesuai dengan keinginan kita atau tidak. semisalnya tidak, kita dapat memodelkan ruangan tersebut agar mendapat kondisi yang kita inginkan. Ketika pemodelan ruangan di program CFD telah sesuai dengan keinginan kita, maka kita dengan mudah dapat menempatkan perlengkapan-perlengkapan ruangan dengan benar, seperti posisi AC, letak lampu dan ukuran yang sesuai, atau posisi meja terhadap jendela dan lain sebagainya
.

gambar di atas adalah salah satu contoh penerapan CFD untuk mengetahui kondisi ruangan perawatan di rumah sakit. Dengan menggunakan CFD, kita bisa mengetahui kondisi fluida di ruangan tersebut, dan penempatan perlengkapan yang tepat untuk mencipkan suana yang ideal.


Selasa, 06 Maret 2012

What is CFD?

Dewasa ini, kemajuan ilmu pengetahun dan teknologi semakin pesat. dengan perkembangan teknologi tersebut sekaligus mampu mendorong perkembangan ilmu pengetahuan lainya. salah satu contohnya adalah dalam hal mekanika fluida. dengan di ditemukannya aplikasi CFD, maka pembelajaran mengenai fluida jadi lebih mudah dan tervisualisasikan.
Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah salah satu pendekatan fenomena yang terjadi dalam bidang fluida dengan menggunakan pemodelan melalui system computasi. Dalam pendekatan ini tetap menggunakan prinsip-prisip mekanika fluida, hanya saja pada bagian perhitungannya telah dilakukan oleh program.
Dalam dunia industri, penggunaan CFD telah bayak diterapkan karena kemampuannya dalam menghandle geometri yang lebih komplek dan relevan dengan semua detailnya, serta efisien dalam proses simulasi, penambahan pemodelan turbulen dan kelebihan lainnya.