Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Listrik daerah pedesaan yang terisolasi merupakan masalah yang sangat krusial untuk menyelesaikan masalah rasio elektrifikasi di Indonesia. Dibandingkan dengan opsi lain, turbin piko hidro cross-flow (CFT) adalah pilihan yang lebih baik untuk menyediakan daya listrik untuk daerah pedesaan yang terisolasi. Studi untuk meningkatkan kinerja CFT dapat secara analitik, numerik, eksperimental, atau kombinasi metode-metode tersebut. Namun, perkembangan teknologi komputer membuat studi simulasi numerik menjadi semakin sering. Temuan studi CFT yang dilakukan sebelum abad ke-21 terkait dengan parameter desain utama CFT seperti tinggi nosel, sudut serang, sudut pelepasan, atau rasio diameter. Kemudian, pengembangan pendekatan computational fluid dynamic (CFD) diprakarsai oleh Patankar pada tahun 1980 yang mengembangkan penyelesaian masalah aliran fluida numerik berbasis staggered grid, metode diskritisasi upwind orde pertama dan metode Semi Implicit Method for Pressure Linked Equation (SIMPLE). Setelah pengembangan pendekatan CFD cukup matang pada awal abad ke-21, pengembangan CFT menjadi lebih halus dengan modifikasi yang kecil namun efektif. Studi ini telah menghasilkan bahwa model turbulensi yang direkomendasikan untuk simulasi CFD CFT 2D adalah k-E. Disarankan juga untuk menggunakan pendekatan unsteady 6-DOF daripada pendekatan lainnya yang telah ditemukan sebelumnya. Simulasi CFD pada kasus dalam studi ini menggunakan model turbulensi k-E dan pendekatan 6-DOF menghasilkan galat relatif rata-rata 2,99 0,40 dari hasil eksperimen. ......Isolated rural area electricity was very crucial issue to resolve electrification ratio problem in Indonesia. Compared to other options pico hydro cross-flow turbine (CFT) is the better option to provides electrical power for isolated rural area. Studies to improve CFT performance can be undertaken analytically, numerically, experimentally, or combination of those methods. However, the development of computer technology makes numerical simulation studies has becoming increasingly frequent. The finding of CFT studies conducted before 21st century were related to the main design parameter of CFT e.g. nozzle height, angle of attack, discharge angle, or diameter ratio. Then, the computational fluid dynamic (CFD) approach development was initiated by Patankar in 1980 who develop staggered grid based numerical fluid flow problem solving, first order upwind discretization method and Semi Implicit Method for Pressure Linked Equation (SIMPLE) method. After CFD approach development has mature enough at the beginning of 21st century, the development of CFT becoming finer with small but effective modification. This study has resulting that the recommended turbulence model for CFT 2D CFD simulation is k-E. It is also recommended to use 6-DOF unsteady approach instead of other prior approach. The CFD simulations and experiment testing using reccomended turbulence model and unsteady approach produced an average relative error of 2.99 0.40.

Abstrak :
Tingginya risiko penularan COVID-19 membuat tenaga kesehatan perlu melakukan langkah-langkah lebih dalam melakukan perawatan pasien. Seiringan dengan langkah antisipasi yang diperlukan, sumber daya yang perlu dikeluarkan oleh tenaga medis kini menjadi sangat besar jika dibandingkan dengan sumber daya yang dikeluarkan jika dilakukan pada kondisi normal. Bahkan dengan sumber daya besar yang telah dikeluarkan, masih banyak tenaga medis yang berguguran akibat COVID-19. Maka dari itu untuk mengurangi beban yang perlu ditanggung oleh tenaga medis, perlu dirancang sebuah alat yang dapat melakukan fungsi-fungsi tenaga medis yang tidak memerlukan keahlian dan mobilitas yang tinggi seperti penggantian infus dan pengukuran tanda vital secara non-invasif yang merupakan hal yang penting untuk dilakukan kepada pasien khususnya pasien penyakit yang sangat menular seperti COVID-19 secara jarak jauh. Alat yang dapat memenuhi fungsi tersebut adalah sebuah lengan robot yang dapat bergerak mengikuti pergerakan asli dari seorang pengguna atau disebut juga sebagai alat haptic secara nirkabel. Dalam membuat alat haptic, terdapat sistem sensor yang berfungsi untuk melakukan deteksi pergerakan dari pengguna dan kemudian diterjemahkan menjadi gerak oleh aktuator yang perlu dilakukan filtering. Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah sistem sensor yang mampu meniru pergerakan tangan pengguna dan diterjemahkan menjadi gerak oleh aktuator secara nyaman. ......The high risk of COVID-19 transmission causes medical personnel to take extra steps in carrying out patient’s treatment. In line with the anticipation steps required, resources needed by medical personnel increases tremendously compared to the resources spent if used under normal condition. Despite the enormous resource expended, a lot of medical personnel fell due to COVID-19. Therefore, to reduce the burden on medical personnel, it is necessary to design a device that can do the tasks of medical personnel that does not require high skill or mobility such as changing intravenous fluid and non-invasive vital signs which are essential thing to be done towards patients specifically patients with a highly infectious disease such as COVID-19 remotely. The device that has the ability to fulfill these tasks is a robot arm that can follow the real movement of a user or also called wireless haptic device. In building a haptic device, there is a sensor system that has the function of detecting the movement of the user and then translated into movement by the actuator that requires filtering. This study aims to design a sensor system that is able to replicate the movement of the user’s hand and translated into a comfortable movement by the actuator.

Abstrak :
Piko hidro merupakan salah satu solusi tepat untuk mengatasi krisis energi listrik untuk daerah terpencil di Indonesia. Hasil kajian merekomendasikan tiga jenis turbin piko hidro yang diusulkan sebagai pembangkit listrik mandiri, yaitu: roda air langkah bawah untuk kondisi 0-0.2 m, turbin crossflow untuk 0.5-3 m dan turbin Turgo untuk 3-5 m. Ketiga usulan jenis turbin ini berdasarkan karakter sungai Indonesia yang dikategorikan tinggi jatuh rendah (low-head) atau di bawah 5 m. Di studi piko hidro, metode computational fluid dynamics (CFD) merupakan metode yang sering digunakan karena murah dan cepat. Lebih lanjut, metode CFD dipilih karena dapat memvisualisasikan medan aliran lebih rinci dibanding metode lainnya, sehingga proses transfer energi air ke sudu dapat dipahami dengan baik. Penggunaan metode CFD yang masif di turbin studi piko hidro menjadi motivasi untuk meningkatkan akurasi dan presisi prediksi model turbulen 𝑘−𝜀 standard. Investigasi model turbulen 𝑘−𝜀 standard dilakukan di turbin crossflow. Turbin crossflow dipilih karena medan aliran yang terjadi lebih kompleks dibanding turbin lainnya. Sehingga, model turbulen 𝑘−𝜀 standard ketika diaplikasikan pada turbin lain juga valid untuk digunakan. Di turbin piko hidro jenis crossflow, proses diffusiv aliran karena perpindahan panas tidak mendominasi karena fluida yang mengalir adalah air. Sehingga, asumsi yang digunakan adalah isothermal dan adiabatik (𝑃𝑡=0.845). Konsekuensi, pada turbin piko hidro, laju dissipasi aliran (luluhnya energi yang dikandung air) lebih didominasi oleh olakan dan mixing. Di 𝑘−𝜀 standard, olakan dan mixing direpresentasikan dengan konstanta Bachelor (𝐶𝜀1) dan Kolmogorov (𝐶𝜀2). Studi ini mengunakan pendekatan Yakhot dan Orszag (𝐶𝜀1=𝐶𝜀2·𝑃𝑡) dimana terdapat sebelas variasi 𝐶1𝜀 dan 𝐶2𝜀 yang dikaji. Lebih lanjut, dikarenakan proses perancangan turbin crossflow belum konfrehensif, kajian pengaruh kedalaman sudu (H) terhadap proses konversi energi juga akan dilakukan. Dari hasil, kedalalaman sudu (H) mempengaruhi proses konversi energi di turbin crossflow. Hal ini dikarenakan kedalaman sudu (H) mempengaruhi arah dan besaran kecepatan mutlak dan relatif, sehingga berdampak pada daya yang diserap sudu. Lebih lanjut, di proses perancangan turbin crossflow, coefficient of discharge (𝐶𝑑) merupakan variabel penting karena ini akan mempengaruhi nilai kecepatan mutlak dan ukuran diameter runner. Hasil pengujian menunjukkan bahwa 𝐶𝑑 sebesar 0.95 sebagai konstanta universal dianggap kurang tepat. Hasil analisis menunjukkan bahwa 𝐶𝑑 untuk perancangan turbin piko hidro jenis crossflow dipengaruhi oleh kecepatan spesifik fungsi daya (𝑛𝑠,𝑃). Rentang 𝐶𝑑 antara 0.23 hingga 0.74 untuk 𝑛𝑠,𝑃 dari 24.36 hingga 114.54 direkomendasikan untuk perancangan piko hidro jenis crossflow. Untuk mendapatkan nilai 𝐶1𝜀 dan 𝐶2𝜀, hasil CFD diverifikasi dan divalidasi menggunakan hasil PIV. Analisis CFD dan PIV dilakukan dengan dengan kondisi pengujian objek statik (runner diam). Dari hasil pengujian, 𝐶𝜀2 = 1.5 dan 𝐶𝜀1 = 1.27 menunjukkan error lebih kecil terhadap hasil PIV daripada variasi lainnya. 𝐶𝜀2 sebesar 1.5 mirip dengan hipotesa Kolmogorov. Sehingga, untuk kondisi adibatik dan isotermal nilai 𝐶𝜀2 sebesar 1.5 dipertimbangkan sebagai konstanta universal untuk metode CFD. Sedangkan 𝐶𝜀1 sebesar 1.27 menunjukkan bahwa medan aliran yang terjadi masih di rezim sub range inertia, dimana energi kinetik turbulen masih tinggi. Pada rezim sub range inertia, 𝐶𝜀1 mendekati 1 mengindikasikan large-scale mendominasi proses mixing daripada olakan kecil. Dengan demikian, nilai 𝐶1𝜀 sebesar 1.27 dan 𝐶2𝜀 sebesar 1.5 terverifikasi untuk digunakan 𝐶1𝜀 dan 𝐶2𝜀 yang terverifikasi dan tervalidasi digunakan untuk studi turbin crossflow dengan kondisi dinamik. Kondisi dinamik CFD dilakukan menggunakan pendekatan 6-DoF di 𝑃ℎ = 0.2 kW dengan variasi preload sebesar 1.2 hingga 2.46 N·m. Dari hasil komputasi, prediksi dapat dikatakan presisi dengan perbedaan konsisten lebih tinggi ±3 kali terhadap data eksperimen. Dengan demikian, 𝐶𝜀2 sebesar 1.5 dan 𝐶𝜀1 sebesar 1.27 adalah kesepakatan yang baik untuk metode CFD turbin piko hidro jenis crossflow.