Aliran referensi bergerak pada CFD

Dalam aplikasi analisis sebuah sistem yang sering kita jumpai, sering kali sistem tersebut mengharuskan analisis secara unsteady, misalkan putaran rotor turbin atau pompa.

Untuk menyederhanakan analisis tersebut menjadi analisis yang steady; sehingga lebih mudah membuat setup dan lebih rendah computational effortnya; dalam CFD kita dapat “menggerakkan” sistem koordinat dari sistem tersebut tanpa harus benar-benar membuat sistem tersebut bergeser terhadap sistem koordinat inersialnya.

Permodelan ini disebut juga dengan moving reference frame. Menggunakan permodelan ini, kita dapat memberikan efek Gerakan translasi ataupun rotasi kepada suatu sistem.

Kita dapat memutar seluruh domain seperti misalkan kasus turbin angin ataupun propeller yang berputar tanpa adanya part-part lain yang ada di sekitarnya, analisis ini dikenal juga dengan istilah single reference frame atau SRF.

Kasus SRF berupa penyederhaan rotasi impeller diilustrasikan pada Gambar di bawah ini:

Contoh permodelan SRF pada rotor 2D (sumber: ANSYS FLUENT Theory guide)

Namun, untuk turbin gas atau pompa dengan stator atau volute di sekitarnya, kita harus memutar domain tersebut tanpa menggerakkan domain di sekitarnya, atau dapat dikatakan sistem ini memiliki multiple reference frame atau MRF.

Gambar di bawah mengilustrasikan analisis MRF pada simulasi blower sentrifugal:

Contoh permodelan MRF pada blower sentrifugal 2D (sumber: ANSYS FLUENT Theory guide)

Meskipun ide dari rekayasa moving reference frame adalah merubah analisis unsteady (bergerak) dari suatu sistem ditinjau dari sistem koordinat diam (inersial) menjadi steady pada sistem koordinat yang bergerak, namun kita masih dapat melakukan analisis unsteady pula, misalkan untuk analisis vortex sheeding; sebuah fenomena unsteady yang merupakan efek natural dari instabilitas aliran sehingga menghasilkan aliran unsteady; bukan merupakan efek unsteady dari rotasi dari sistem koordinat inersial.

>>BACA SELENGKAPNYA TEORI CFD DI SINI!

>>UNTUK ARTIKEL LAINYA TERKAIT CFD KLIK DI SINI!

By Caesar Wiratama