Dasar-dasar meshing pada Computational Fluid Dynamics (CFD)

Computational Fluid Dynamics (CFD) merupakan metode yang sudah sangat populer untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan mekanika fluida yang kompleks menggunakan metode numerik yang dibantu dengan kekuatan menghitung komputer yang sudah sangat luar biasa pada era yang serba digital ini. (untuk mempelajari CFD selengkapnya baca di sini)

Namun, dibalik fitur-fitur canggih yang dimiliki software-software CFD saat ini, tingkat validitas dan kesesuaian hasil dengan kondisi lapangan masih sangatlah dipengaruhi oleh kemampuan dari operator untuk menentukan parameter-parameter yang digunakan dalam simulasi. Ibarat kalkulator, secanggih apapun kalkulator tersebut, jika operator atau penggunanya memasukkan input yang salah, pasti outputtnya juga akan salah.

Salah satu faktor yang sangat penting dalam menentukan kualitas hasil simulasi CFD adalah meshing atau griding. Proses ini secara umum menghabiskan waktu 70-80% dari keseluruhan proses pembuatan model CFD. Apakah meshing atau griding itu sendiri?

Meshing adalah proses diskritisasi domain fluida yang kontinyu menjadi domain komputasi yang diskrit sehingga dapat diselesesaikan persamaan-persamaan (dalam kasus ini aliran fluida) di dalamnya dan menghasilkan solusi. Secara sederhana, proses diskritisasi (istilah matematika dari meshing atau griding) digambarkan sebagai berikut:

Dalam ilmu matematika atau kalkulus, untuk menghitung luas permukaan di bawah kurva seperti pada gambar, kita tidak dapat menghitung langsung menggunakan persamaan yang sederhana, melainkan dengan cara mencacah-cacah luas permukaan tersebut menjadi permukaan-permukaan persegi panjang yang diskrit. Selanjutnya, permukaan-permukaan persegi panjang tersebut dapat dihitung luasnya dengan persamaan aljabar sederhana.

Semakin kecil proses pencacahan, maka hasil luas permukaan yang diperoleh akan semakin akurat. Namun, jika pencacahan terlalu banyak, maka persamaan yang dihasilkan akan semakin banyak dan membutuhkan proses komputasi yang terlalu lama.

Nah, kenapa proses diskritisasi domain fluida yang kontinyu menjadi diskrit ini penting? hal ini harus dilakukan karena secepat apapun processor komputer yang kita miliki, komputer tidak akan mampu menyelesaikan persamaan diferensial dan integral kontinyu, komputer hanya dapat menyelesaikan persamaan-persamaan aljabar sederhana, hanya saja memiliki kecepatan yang jauh melebihi manusia.

Dalam software-software CFD yang sudah ada di pasaran, terdapat fitur-fitur yang cukup banyak dalam menentukan jenis-jenis mesh yang akan digunakan serta pengaturan ukuran-ukuran secara detail yang akan dibahas pada artikel selanjutnya.

By: Caesar wiratama

Anda membutuhkan konsultasi terkait permasalahan CFD atau FEA? klik disini.

Kami juga memberikan solusi berupa training by-case untuk meningkatkan skill engineer perusahaan anda menggunakan software CFD atau FEA. Selengkapnya klik disini.

 

Author: Caesar Wiratama

caesar@aeroengineering.co.id
0815-4806-5205

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *