Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Metode numerik permodelan aliran air permukaan saat ini berkembang ke arah metode particle-based sebagai alternatif dari metode grid-based. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji kemampuan metode Smoothed Particles Hydrodynamics dalam menyimulasi fenomena aliran 3 dimensi pada penyempitan pipa vertikal. Pengujian dilakukan dengan membuat dan meninjau hasil permodelan berdasarkan Hukum Kekekalan Massa dan Energi. Variabel tinjauan hasil simulasi berupa; kecepatan, massa jenis, dan tekanan. Skenario simulasi divariasikan berdasarkan jumlah partikel dan nilai rest density.Hasil simulasi permodelan secara umum menunjukkan peningkatan nilai kecepatan dan penurunan nilai tekanan pada penyempitan pipa, sehingga prinsip Hukum Kekekalan Energi telah terpenuhi meski dalam beberapa skenario nilai tekanannya menurun pada beberapa segmen penyempitan. Selisih nilai massa jenis partikel terhadap massa jenis air masih berfluktuasi dengan persentase antara 0.04% hingga 100%, walau nilai rest density telah divariasikan, sehingga Hukum Kekekalan Massa baru terpenuhi sebagian. Dengan demikian, secara umum hasil penelitian menunjukkan bahwa metode SPH berpotensi mampu untuk menyimulasi fenomena aliran 3 dimensi pada penyempitan pipa vertikal.

---

Numerical method of modeling flow of surface water is currently evolving toward particle-based method as an alternative to grid-based method. The purpose of this study is to evaluate the ability of the Smoothed Particles Hydrodynamics method in simulating a 3-dimensional fluid flow through constriction of vertical pipe. Examination of this methods is done by reviewing the results based on the Law of Conservation of Mass and Energy. The scenarios on these simulations are varied by the number of particles and the value of rest density.

The results from these simulations are, generally the value of velocity increase while the value of pressure decrease in the constriction segment, so that the principles of the Law of Conservation of Energy has been fulfilled even though in some scenarios the pressure value declined in some segments of the constriction. The difference percentage between the particle?s density with the rest density value are still fluctuate from 0.04% until 100%, even the value of rest density has been varied, so that the Law of Conservation of Mass is not completely fulfilled. Thus, in general, the results showed that SPH method is able to simulate three-dimensional fluid flow through constriction of vertical pipe."

"Pengujian keandalan suatu metode numerik dapat dilakukan terhadap hasil visual dan nilai propertinya. Pengujian hasil visual dari metode Smoothed Particle Hydrodynamics dalam bidang hidrolika sudah banyak dilakukan dan hasilnya sangat baik, namun penelitian untuk hasil nilai propertinya masih dalam tahap pengembangan. Tujuan dari penelitian ini adalah menguji keandalan metode SPH dalam simulasi aliran air 3D menerus pada penyempitan pipa vertikal dalam memenuhi Hukum Kekekalan Massa dan Energi. Variabel-variabel dalam persamaan umum Hukum Kekekalan Massa dan Energi dengan pendekatan Eulerian dikuantifikasikan sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai parameter pengujian. Skenario pemodelan divariasikan berdasarkan penggunaan kerapatan partikel dan besar support radius. Pengujian yang dilakukan pada setiap skenario menghasilkan nilai residu yang relatif kecil, terlihat dari besar prosentase nilai residu yang dihitung terhadap total massa atau total energi dalam setiap segmen tinjauan, yaitu 0 hingga 8.9 untuk residu massa dan 0 hingga 7.2 untuk residu energi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode SPH secara hasil nilai propertinya mampu menyimulasikan fenomena aliran air.

---

Testing the reliability of a numerical method can be done by reviewing the qualitative behaviour and quantitative properties. The qualitative behaviour of Smoothed Particle Hydrodynamics method in hydraulic field has been widely tested and the results are very satisfying, but research for testing the quantitative property is still in development stage. The aim of this research is to test the reliability of SPH method in a 3D continuous fluid flow simulation in a vertical pipe constriction by fulfilling the Law of Conservation of Mass and Energy. The variables in the general equations of these law of conservations with the Eulerian approach are quantified so that it can be used as the test parameters. The scenarios are varied based on the use of distance between particles and support radius. The tests performed on each scenario yield relatively small residual values, as shown by the percentage of residual values calculated against the total mass or total energy in each review segment, 0 to 8.9 for mass residues and 0 to 7.2 for energy residues. Thus, in general, the results showed that based on the quantitative properties, SPH method is reliable in simulating fluid flow phenomenon."

"Pada aplikasinya, transportasi minyak berat menggunakan pipa dapat dilakukan dengan menggunakan sistem pipa yang alirannya diselubungi air atau disebut core-annular flow (CAF). Penelitian sebelumnya untuk kasus CAF menunjukkan bahwa penambahan air pada aliran dapat secara signifikan mengurangi gradien tekanan yang disebabkan oleh tingginya viskositas. Studi ini berfokus pada simulasi dinamika fluida komputasi (CFD) secara tiga dimensi untuk kasus CAF berorientasi vertikal dengan arah aliran ke atas dalam sistem minyak-air pada pipa. Simulasi CFD divalidasi dengan data eksperimen, memastikan representasi geometri gelombang antarmuka (interfacial wave geometry) yang diamati memiliki kemiripan dengan eksperimen secara visual maupun dalam perhitungan ukuran gelombang antarmuka. Kualitas mesh dianggap baik pada jumlah elemen 96,970. Dari simulasi tiga dimensi CFD, diperoleh hasil berupa profil kecepatan yang relatif stabil, dengan fraksi minyak tertinggi terdapat di dalam inti pipa, tekanan absolut yang mengalami penurunan sepanjang pipa, dan tingkat gesekan dinding (wall shear stress) yang rendah. Pengaruh gravitasi terhadap aliran diselidiki, dengan penurunan tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan aliran tanpa gravitasi. Metode CAF terbukti lebih efisien ketika dibandingkan dengan aliran minyak berat fase tunggal, dengan penghematan energi yang mencapai 91,17% dalam energi pemompaan dan faktor reduksi daya melebihi 1 (11,33). Selain itu, faktor reduksi tekanan sebesar 15,58 dan penghematan yang signifikan sebesar 93,58% dalam hal pengurangan penurunan tekanan menunjukkan potensi yang besar dari CAF untuk penghematan energi dalam sistem aliran vertikal ke atas.

---

In its application, the transportation of heavy oil through pipelines can be achieved by using a system where the oil flow is surrounded by water, known as core-annular flow (CAF). Previous research on CAF has shown that the addition of water to the flow can significantly reduce the pressure gradient caused by high viscosity. This study focuses on three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulations of vertically oriented upward flow of oil and water in a pipe system. The CFD simulations are validated using experimental data to ensure that the observed interfacial wave geometry is consistent both visually and in terms of wave geometry calculations. The mesh quality is considered good with a total of 96,970 elements. From the three-dimensional CFD simulations, the following results are obtained: a relatively stable velocity profile, with the highest oil fraction located in the core of the pipe, a decrease in absolute pressure along the pipe, and low wall shear stress. The influence of gravity on the flow is investigated, with a higher pressure drop observed compared to gravity-free flow. The CAF method proves to be more efficient compared to single-phase heavy oil flow, resulting in energy savings of up to 91.17% in terms of pumping energy and a power reduction factor exceeding 1 (11.33). Furthermore, a pressure drop reduction factor of 15.58 and significant savings of 93.58% in terms of pressure drop reduction demonstrate the great potential of CAF for energy savings in upward vertical flow systems."