Abstrak Skripsi: Pemodelan 2D Distribusi Aliran Fluida Air Dalam Sebuah Pipa Dengan Menggunakan Metode Beda Hingga

Pemodelan 2D Distribusi Aliran Fluida Air Dalam Suatu Pipa dengan Menggunakan Metode Beda Hingga

Kata kunci : metode beda hingga, fluida air, pemodelan 2D

ABSTRAK

Pada penelitian ini, telah dilakukan pemodelan 2D aliran fluida air pada tiga model pipa tertutup dengan menggunakan Micrososft Visual C++ dan OpenGL yaitu (1) pipa model saluran lurus (2) pipa model penyempitan saluran dan (3) pipa model pembelokkan saluran. Pemodelan ini menggunakan metode beda hingga. Metode ini memungkinkan diperoleh nilai fungsi aliran di setiap titik node dalam suatu jaring aliran dalam pipa. Berdasarkan persamaan Bernoulli dan persamaan Laplace untuk fluida maka dapat diketahui nilai kecepatan, tekanan dan pola aliran fluida air pada pipa saluran tertutup. Pemisahan lapisan batas yang terjadi pada fluida juga dapat diketahui melalui distribusi tekanan fluida.  Dari hasil pemodelan tersebut diketahui bahwa untuk pipa saluran lurus, distribusi kecepatan dan tekanan sama di semua titik, sehingga tidak terjadi pemisahan lapisan batas. Untuk pipa model penyempitan saluran, kecepatan maksimum dan tekanan minimum berada pada bagian pipa yang menyempit. Sedangkan kecepatan minimum dan tekanan maksimum berada pada dinding pipa.
Pemisahan lapisan batas pada model ini terjadi pada daerah belokan. Untuk pipa model pembelokkan saluran, kecepatan maksimum dan tekanan minimum terletak pada daerah pembelokkan saluran. Sedangkan kecepatan minimum dan tekanan maksimum terletak pada daerah dinding samping. Pemisahan lapisan batas untuk model ini terjadi pada daerah permukaan bawah sekitar belokan dan dinding samping atas. 

2D Modeling of Distribution of Water Fluid Flow in a Pipe using Finite Difference Method

Key words : finite difference method, water fluid, 2D modeling

ABSTRACT

On this research, we have developed 2D water fluid flow modeling in three closed pipe types by using Microsoft Visual C++ and OpenGL; those types are (1) straight drain pipe, (2) constriction drain pipe and (3) bent drain pipe. We use finite difference method to get the stream flow value on each node of grid flow. The stream flow values were used to determine velocity value and pressure value of water flow based on Bernoulli equation and Laplace equation also those values were used to draw water flow pattern inside a closed pipe. The distribution of water pressure values were used to predict separation of boundary layer flow in a pipe.  The result shows that on the straight drain pipe, distribution of water velocity value and water pressure value are the same at all nodes so the graph distribution of pressure shows there is no separation of boundary layer flow in the pipe. On the constriction drain pipe, the maximum water velocity value and the minimum water pressure value are on the constriction area meanwhile the minimum water velocity value and the maximum water pressure value are on the sidewall area so the graph distribution of pressure shows there is separation of boundary layer flow on bent area. On the bent drain pipe, the maximum water velocity value and the minimum water pressure value are on the bent area meanwhile the minimum water velocity value and the maximum water pressure value are on the sidewall area so the graph distribution of pressure shows there are separation of boundary layer flow on bent area and on top of the sidewall area.

Distribusi Kecepatan Pipa Saluran Lurus

Model Aliran 2D pada pipa saluran lurus

Model Aliran 2D Pada Pipa Pnyempitan Saluran

Model Aliran 2D pada Pipa Pembelokkan Saluran

Distribusi Kecepatan Pipa Penyempitan Saluran