EFEK VARIASI TINGGI STEP TERHADAP SEPARASI DAN RESIRKULASI ALIRAN PADA FORWARD-FACING STEP DENGAN Re = 1,5 x 104

Abstract

Fenomena aliran terseparasi seringkali muncul dan ditemukan pada banyak aplikasi praktis seperti aliran pada sayap pesawat terbang, aliran melewati sudu-sudu turbin dan kompresor, aliran dalam diffuser, aliran pada saluran-saluran sudden contraction dan expansion serta aliran pada combustion chamber dan masih banyak lagi. Struktur aliran terseparasi telah dipelajari selama beberapa dekade belakangan baik secara numerik, teoritis maupun eksperimental guna memahami fisis aliran dari kinerja dan karakteristiknya. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari pengaruh tinggi step terhadap karakteristik aliran di atas forward facing step. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah computational fluid dynamic (CFD) menggunakan software Ansys Fluent dengan model turbulen k-ε realizable. Model forward-facing step yang diujikan terdapat tiga variasi tinggi yang diterapkan yaitu h/H = 0,33; 0,47; dan 0,60 dan bilangan Reynolds sebesar Re = 1,5 x 10⁴. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa secara umum untuk semua variasi ketinggian teridentifikasi muncul dua zona resirkulasi baik pada sisi upstream maupun pada downstream. Efek peningkatan tinggi step dapat menyebabkan zona sirkulasi di bagian upstream semakin besar, serta dapat menunda separasi dan mengurangi zona resirkulasi di bagian downstream. Koefisien tekanan berkurang dengan meningkatnya tinggi step, namun koefisien gesekan akan semakin meningkat. Namun, intensitas energi kinetik turbulen yang semakin kecil seiring kenaikan tinggi step.