Computational Fluid Dynamics

CFD, Computational Fluid Dynamics.. apa sih itu?

Computational Fluid Dynamics atau yang biasa disebut CFD adalah sebuah metode sistem analisis yang dalam penggunaan aplikasinya didasari oleh ilmu aliran fuida, perpindahan panas dan melibatkan beberapa fenomena fisika, dan fenomena fisika kimia. CFD menggunakan analisis metode numerik dengan cara komputerisasi dan simulasi komputer. CFD sangat berguna dalam aplikasi engineering karena aplikasinya menjangkau berbagai macam industri maupun non-industri. Pengaplikasian metode CFD biasa digunakan di :

• Aerodinamika dari pesawat dan kendaraan (gaya angkat "lift" & seret "drag")
• Hidrodinamika dari kapal (perahu)
• Pembangkit Daya (power plant: pembakaran di mesin IC dan turbin gas)
• Kimia Proses (pencampuran dan pemisahan partikel, polymer molding)
• Meteorologi dalam peramalan cuaca
• Mesin - Mesin Turbo
• Alat Pendingin
• Hidrologi dan Oceanography
• Building (arah aliran udara, pemanasan dan ventilasi)
• Teknik Lingkungan (pola distribusi populasi dan dampaknya)
• Biomedis.

contoh penggunaan CFD untuk simulasi aliran udara pada mobil F-1

Dalam penggunaannya teknik CFD sangat mempermudah dalam membuat simplified atau model simulasi dari fenomena fisika real di kehidupan nyata menjadi sebuah model yang lebih sederhana dan dapat di analisa. CFD terstruktur dari algoritma matematika dengan metode numerik dengan menggunakan perangkat komputer.

Perangkat komputer untuk menjalankan CFD ini pun harus mempunyai grafis card yang baik, serta prosesor yang mendukung. Pada awal masa - masa awal CFD ini di perkenalkan di dunia ilmiah baru digunakan untuk meramalkan kondisi cuaca di sebuah daerah. karena perangkat komputer yang mendukung masih belum tersebar luas di pasaran pada umumnya. Dengan CFD ini badan meteorologi di setiap negara dapat memperkirakan aliran udara di atas wilayahnya dengan parameter velocity (kecepatan) angin, kelembaban udara yang terbawa, RH, dan suhu udara yang mengalir. Dari parameter itulah perhitungan perhitungan yang dilakukan oleh komputer dengan metode algoritma numerik, yang menghasilkan data hasil perhitungan yang kontinu sehingga dapat memperkirakan pola aliran yang terbentuk hingga beberapa waktu kedepannya. Untuk itulah Britania /England pada masa itu (tahun 1987) memperbaiki cara peramalan cuaca wilayahnya dengan membeli perangkat - perangkat komputer untuk menunjang aplikasi CFD ini. CFD ini mulai berkembang di tahun 1950-an yang di lakukan oleh scientist - scientist di masa itu, setelah mulai berkembangnya perangkat - perangkat keras dan perangkat lunak komputer.

 

Airfoil sendiri yang menjadi pionir adanya CFD ini sudah sejak tahun 1930an, dan dikembangkan oleh grup T3 di Los Alamos National Labs. yang mengembangkan perangkat lunak untuk aliran fluida. Pertama kali dipublikasikannya paper tentang model 2 dimensi dari aliran fluida putaran angin yang di publish pada Juli 1963. lalu pada tahun 1967 pertama kalinya di pblish tentang model 3 dimensi oleh John Hessdan A.M.O. Smith dari Douglas Aircraft.

cara kerja CFD terdiri dari Preprosesing, Prosesor (Solver), dan Posprosesor.

Preprosesing adalah langkah dimana pengguna menginput data-data, baik model (desain gambar dalam CAD), parameter-parameter seperti temperatur, kecepatan aliran, tekanan, jenis dan banyaknya fluida, fase dari fluida, dan jenis aliran.

Prosesor (Solver) adalah saat prosesor bekerja menghitung persamaan yang terbentuk dari parameter-parameter yang di input berdasarkan bentuk dan kondisi model yang akan di anlisis.

Posprosesor adalah saat komputer menampilkan hasil dari analisa langkah Prosesor dengan nilai-nilai dalam bentuk grafis visualisasi yaitu dengan gradien warna, dimana setiap warna merepresentatifkan range nilai tertentu.

.sumber