Belajar 3D CFDSOF

Untuk membuat 3D dapat melalui 2D, dengan cara :

1. “Input”
2. “mg” untuk memodifikasi
3. “3D”
4. Klik “Hasil” pada toolbox kemudian “Opsi” lalu metode hidden surface di off kan
5. Klik “Hasil” pada toolbox kemudian “grid” lalu “all zone”

Hasilnya adalah sebagai berikut untuk vektor kecepatan

Sedangkan hasil untuk tekanan dalam vektor adalah

Analisis :

Setelah diberi tembok hasil yang diberikan menjadi berbeda, pada kecepatan celah menjadi besar hal ini karena efek persamaan debit, V1A1 = V2A2, dimana A1 adalah celah dan A2 adalah tinggi tembok dan V2 = 1 m/s, maka V1 menjadi A2/A1 kali dengan V1, sehingga nilainya membesar. Sedangkan tekanan pada ruang sebelum celah membesar, karena ruangan nya mempunyai keluaran lubang kecil sehingga seolah-olah tekanan terkompres. Sedangkan ruangan disamping dinding, seolah-olah vakum, karena pada bagian atas kecepatan tinggi (arah ke outlet). Karena kecepatan dan tekanan berbanding terbalik, sehingga hal ini dimanfaatkan foil untuk mencari optimasi Cf dengan luas permukaan yang mempengaruhi kecepatan area atas dan bawah.

Simulasi CFD dan Analisisnya dalam 2D dengan CFDSOF

CFDSOF adalah software Computer Fluid Dynamic yang sangat menarik, karena mempunyai kelebihan dalam jumlah penentuan fase fluida dan bahasa dalam melayu.

Pembuatan Model

1. Awalnya kita membuka software CFDSOF
2. “In” untuk perintah masuk
3. Kemudian ketik “jd” untuk memberi judul simulasi
4. “ad” untuk atur domain (batasan yang akan dianalisa)
5. “ud” member dimensi panjang, tinggi, dan lebar. Karena analisa 2D maka yang kita perlu isi adalah panjang dan tinggi untuk penentuan bukaan ruangan
6. “jc” artinya jumlah cell atau sama dengan mesh dan grid, jika langsung dienter maka jumlah cell akan terbaca 10
7. Ketik “esc” untuk membuat parameter
8. Klik di toolbar “input” kemudian “input cell”. Ganti tampilan menjadi inlet (untuk fluida masuk) lalu klik “tayang” untuk menentukan inletnya, kemudian “pakai”. Begitu juga untuk outputnya dengan mengganti menjadi “outlet”. Biasanya juga tidak ada outlet, aliran fluida menjadi divergen. Dinding terbaca diluar
9. Ketik “ks”untuk kondisi sepadan, maksudnya adalah penentuan parameter tekanan dan kecepatan. Kecepatan dibagai  v dan u. v untuk  sumbu y (j) dan x untuk sumbu x (i)
10. Kemudaian kembali ke layar kerja ketik “kf” untuk konstanta fiscal (densitas, viskositas)
11. Kembali ke toolbar dan klik “olah” lalu ”iterasi”
12. “hasil” Olahan untuk kecepatan dan tekanan, dapan dengan vector maupun contour.
13. “Esc” lalu “lg” dan “bw” untuk jendela hasil tambahan

Hasilnya adalah sebagai berikut :

Hasil Kecepatan dalam vektor

Sedangkan Untuk Tekanan

 

Untuk kondisi kedua yaitu dengan diberi dinding, caranya adalah membuka Klik di toolbar “input” kemudian “input cell”. Ganti tampilan menjadi z-wall lalu klik “tayang” untuk menentukan dinding, kemudian “pakai”. Kemudian iterasi dan lihat hasil

Hasil vektor kecepatan

Hasil vektor tekanan

 

Analisis

Analisis :

• Kondisi Pertama.

Nilai kecepatan didekat inlet lebih besar dibanding di dekat outlet, karena kecepatan di di inlet belum banyak tereduksi, reduksi kecepatan karena gesekan antar lapisan yang dipengaruhi juga dengan viskositas. Secara singkat di pertengahan bagian, fluida memutar seperti konsep eddy making resistance. Kemudian pergerakan fluida tidak dapan berbelok 90^oC, karena efek vena contracta sepeti pada lubang irifis. Dalam grafik tekanan, nilai pressure drop tidak terlalu besar karena kecepatan fluida hanya 1 m/s sehingga aliran bersifat laminar. Dan sesuai hukum fluida bahwa fluida menekan segala arah, sehingga sesuia dengan gambar.

 

• Kondisi Kedua

Setelah diberi tembok hasil yang diberikan menjadi berbeda, pada kecepatan celah menjadi besar hal ini karena efek persamaan debit, V1A1 = V2A2, dimana A1 adalah celah dan A2 adalah tinggi tembok dan V2 = 1 m/s, maka V1 menjadi A2/A1 kali dengan V1, sehingga nilainya membesar. Sedangkan tekanan pada ruang sebelum celah membesar, karena ruangan nya mempunyai keluaran lubang kecil sehingga seolah-olah tekanan terkompres. Sedangkan ruangan disamping dinding, seolah-olah vakum, karena pada bagian atas kecepatan tinggi (arah ke outlet). Karena kecepatan dan tekanan berbanding terbalik, sehingga hal ini dimanfaatkan foil untuk mencari optimasi Cf dengan luas permukaan yang mempengaruhi kecepatan area atas dan bawah.

 

Menghitung Tinggi Fluida Pada Tangki Berbentuk Bola

Menentukan Tinggi Fluida Pada Tangki Bola

Diketahui volume fluida 1/4 dari volume bola. Dan ditanya tinggi dari fluida tersebut.

 

Pertama gambar soal dan garis bantu dari sumbu bola

Volumefluida

= 1/4 . Volume tangki

=(1/4).(4/3).π.R³

= π.R³/3

Kita buat system dibagian bawah, dimana suatu elips yang kita buat menjadi volume elips

Titik A : ±R.sin θ dan titik B adalah h

Rumus elips adalah

X²/A²+ Y²/B² = 1

X²/(R.Sinθ)²+ Y²/h² = 1

Maka X² = (1 – Y²/h²) (R.Sinθ)²

Volume setengah elips dengan sumbu x dari ±R.sin θ

V = ʃ X² dY

V = ʃ (1 – Y²/h²) (R.Sinθ)² dY diintegralkan terhadap 0 dan h

V = hR²Sinθ² – h/3

V = h(R²Sinθ² – 1/3)

Volume elips akan sama dengan volume ¼ tangki, maka

h(R²Sinθ² – 1/3) =  π.R³/3

Sinθ² + Cosθ² = 1, maka Sinθ² = 1- Cosθ² atau Sin θ² = 1 – (X /R) ² = 1 – ((2R – h) /R) ²

h (R²(1 – ((2R – h)² /R²))) –1/3)  = π.R³/3

h ((R²– (2R – h)² –1/3) = π.R³/3

h ((3R²– 3(2R – h)² –1) = π.R³

3 hR² – 3h ( 4R² – 4Rh + h² ) – h = π.R³

3 h³ – 12 Rh² – 8R²h – πR³ = 0

Jadi Fungsi h tergantung dengan R atau jari-jari tabung

Coding On Progress

Konvergen Dan Divergen

Konvergen adalah kondisi dimana semua persamaan terselesaikan dan menuju ke suatu nilai yang mendekati. aliran fluida dihitung pergerakan fluida (persamaan konservasi momentum), kemudian jika terjadi perubahan temperature (persamaan konservasi energi) begitu seterusnya. Dengan bantuan CFD anda menghitung semua persamaan tersebut dalam waktu yang bersamaan untuk mendapat nilai yang dicari, nah jika persamaan konservasi momentum dan energi menuju ke suatu kecenderungan yang sama maka bisa dikatakan perhitungannya konvergen.

Sumber : http://fauzanahmad.wordpress.com/

Kesimpulannya adalah setelah dilakukan iterasi maka akan didapatkan hasil 2 kemungkinan yaitu konvergen maupun divergen, jika ternyata hasil divergen maka kita harus melakukan perubahan variabel tanpa merusak persamaan. Jika iterasi besar maka waktu yang dibutuhkan akan banyak, karena software akan membaca dan menyimpulkan apakah bentuk ini konvergen atau tidak dalam waktu jika mempunyai trend yang sama. Persamaan yang diberikan adalah suatu pendekatan dengan kondisi tertentu sehingga tidak heran jika rumus dalam fluida sangat banyak baik mechanical fluid, heat transfer, maupun thermodynamic dan konbimbinasinya.

Mengenal Lebih Jauh “Iterasi”

Iterasi adalah kata tidak asing dalam simulasi, baik dalam finite element maupun computer fluid dinamyc. Iterasi adalah sifat tertentu dari algoritma atau program komputer di mana suatu urutan atau lebih dari langkah algoritmik dilakukan di loop program. Hal ini dibedakan dari teknik berulang yang disebut rekursi.  Perbedaannya dengan rekursi adalah variabel yang dieksekusi bernilai hasil terbaru sebelumnya selain itu variabel dimasukkan secara berbeda sehingga didapatkan hasil yang diinginkan, sedangkan rekursi variabelnya sama hanya saja perhitungan berulang. Perhitungan ini dalam suatu persamaan algoritma, sehingga kata ini sangat identik dengan programming.

Di dalam matematika, iterasi dapat diartikan sebagai suatu proses atau metode yang digunakan secara berulang-ulang (pengulangan) dalam menyelesaikan suatu permasalahan matematik.

Contoh

var i, a := 0        // memulai iterasi dengan nilai a=0
for i from 1 to 3    // diulang 3 kali
{      a := a + i       // menambah nilai a dengan nilai var. i}
print a              // mencetak hasil a = 6

Menggunakan CFDSOF Education

CFDSOF adalah suatu aplikasi untuk fluida yang diberikan parameter pada keadaan tertentu. Simulai adalah alat bantu sehingga diperlukan analisis agar didapatkan hasil yang akurat, karena tidak semua hasil yang diberikan mutlak. Hal ini dipengaruhi oleh proses input awal. Sehingga diperlukan prediksi awal dan dasar-dasar dari mekanika fluida.Urutan adalah

1. Pre-Processor
2. Processor
3. Post-Processor

Pre Processor dimulai dari penentuan grid dan dan variabel yang ingin ditentukan, dimensi, dll. Setelah itu dilakukan iterasi dan post processor. Iterasi ini fungsinya seperti loop dimana akan mengeksekusi nilai awal untuk parameter selanjutnya.

Dalam hal ini digunakan aplikasi CFDSOF, yaitu software non-opensoft karya Dr. Ahmad Indra, sehingga running aplikasi harus dalam jaringan server UI.

Dalam penentuan awal grid atau mesh disimbolkan dengan cell, dimana ketika ditentukan cell akan memperngaruhi iterasi. dampaknya adalah jika makin banyak cell maka hasil lebih akurat namun lama, begitu juga sebaliknya.

Kelebihan software ini adalah bahasa dalam melayu, dapat digunakan dalam aliran dua fasa, dan iterasi tidak terlalu lama. Pembacaan hasil dapat ditentukan diawal yaitu dalam bentuk vektor kecepatan (panjang garis mempengaruhi besar kecepatan), temperatur dan tekanan (warna merah mengindikasikan nilai besar dibanding warna biru)

Mengenal Algoritma

Cara awal sama seperti sebelumnya “Membuat kalkulator”, namun codingnya berbeda

 

Berikut hasil yang ditampilkan setelah coding di “run”

 

 

 

Untuk membuka file sama seperti penjelasan sebelumnya.

 

Terdapat cara lain dimana kita membuat labelbox untuk input nilai

 

Kemudian membuat memperkenalkan input kepada komputer dan membuat out put keluar di label x dan y

 

Hasilnya adalah sebagai berikut (membuka langsung diexel tanpa harus membuka dan open with di my document. Tentunya setelah di F5 atau Run

 

Membuat Kalkulator Sederhana Dengan Visual Basic Dari Excel

Coding dibawah adalah bentuk sederhana dari persamaan kalkulator dengan dua variabel.Langkah-Langkahnya adalah sebagai berikut

1. Buat Label yaitu “perkalian” dan “pembagian” serta commandbox dengan nama “tutup”
2. Setelah itu isi label dan box dengan code yang diinginkan
3. Setiap label mempunyai fungsi yang berbeda namun harus dideklarasikan dua variabel yaitu a dan b

Hasil dari code diatas adalah

 

Kemudian Hasil dapat dilihat di Folder My Document dan dapat dibuka dalam aplikasi note, ms word, ms excel

Dasar Komputasi Teknik

Tak ubahnya dengan bahasa pemograman yang lain baik, misalnya matlab, devpp, cwegin,foltran. Visual basic adalah bahasa pemograpan untuk membantu menyelesaikan numerik dari eksak menggunakan interpolasi, differensial. Intinya adalah input – proses – output. Dimana  algoritma manusia harus dipindah dalam bentuk algoritma komputer, itulah fungsi dari bahasa pemograman. Ibarat anak kecil yang harus disiapkan makanan, dan ketika sudah siap dapat langung dimakan.

Contoh nya adalah

ax+by = c

px+qy = r

* Dimana a,b,c,p,q,r adalah konstanta

Persaan ini adalah persamaam manual dan harus diselesaikan oleh komputer asalah diberi perintah berupa urutan penyelesaian akhir. Semua persamaan harus dibuat intruksi, baik persamaan aljabar linier, gouse, dll. Dengan kata lain segala bahasa pemograman harus diberi intruksi dalam bahasa komputer karena komputer hanya mengenal tambah, kurang, kali dan pembagi.Selain itu, sintag dari fungsi sama dari semua pemograman

 

Dibawah ini adalah link yang dapat dikunjungi untuk mempermudah pemahaman

Pengenalan Computer Fluid Dynamic

Masyarakat awam pasti masih awam tentang Computer Fluid Dynamic. Computer Fluid Dynamic atau biasa disingkat dengan CFD adalah suatu metode yang digunakan untuk mengukur seluruh temperature, tekanan, flow analisis dari suatu benda yang diberikan suatu kondisi.

Sebagai contoh adalah foil, bagaimana mencari optimasi foil yang baik untuk kondisi dan keinginan tertentu, sangat tidak efektif apabila harus membuat benda kemudian diuji sampai mendapatkan efisiensi yang tinggi, untuk itulah dibutuhkan analisis CFD. Contoh lain adalah kapal, bagai mana menentukan parameter hidrodinamika kapal pada kecepatan dan viskositas tertentu, akan sangat rugi apabila sebuah kapal yang cukup mahal harganya mempunyai perhitungan design yang tidak sesuai dengan harapan. Intinya CFD digunakan untuk recalculate dan analisis suatu benda pada keadan tertentu untuk mencapai suatu tujuan dalam pembuatan benda tersebut.

Teknologi ini ditemukan di Inggris pada tahun 1970 oleh CHAM Ltd, perusahan yang telah mengkommersilkan software dan masih mengembangkannya sehingga tetap dapat memegang pasar komersil dalam ranahnya.

Banyak manfaat yang dapat dianalisis menggunakan software ini, intinya adalah seluruh fluida baik itu liquid, gas yang bersifat nonnewtonian maupun newtannian (meskipun hampil tidak ada yang bersifat tersebut). CFD didasarkan pada Fluid flow dalam persaman non linear differential baik itu laminar maupun turbulen,  heat transfer baik konduksi maupun radiasi,konfeksi pada suatu computer. Proses ini tergantung pada kemampuan computer mengatasi banyaknya rumus matematika, hal yang sama dengan konsep computer aided design dan fininet element analisis, yaitu tergantung pada mesh yang diperlakukan pada benda tersebut dan batasan “boundary layer”. Makin banyak jumlah mesh maka akan membuat kinerja computer makin berat meskipun mempunyai hasil yang lebih akurat.

Dewasa ini banyak sekali software yang ditawarkan oleh produsen untuk analisis CFD, misalkan ANSIS, Fluent, dll