Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Perkembangan penelitian tentang aktuator plasma khususnya dalam aplikasi kontrol aliran terus berkembang pesat dalam dekade belakangan ini. Kemampuan aktuator plasma yang dapat bekerja tanpa adanya bagian yang bergerak secara mekanik atau fleksibel dan konsumsi energi yang sedikit menjadi keunggulan tersendiri jika dibandingkan dengan peralatan kontrol aktif yang sebelumnya telah digunakan seperti blowing, suction, dan jet sintetik. Aktuator plasma adalah susunan beberapa material yang terdiri dua buah lembaran tembaga sebagai elektroda yang diantaranya terdapat sebuah dielektrik material sebagai penahan medan listrik. Kedua elektroda tersebut dihubungkan dengan transformer bertegangan tinggi yang memiliki keluaran 5500-volt dengan rasio 137.5 dengan jenis step-up. Dalam melakukan modifikasi atau rekayasa suatu aliran ada beberapa metode yang umum digunakan yaitu modifikasi laminar ke transisi turbulen, separasi dan turbulen. Metode-metode tersebut dapat terapkan dengan baik dengan melakukan perubahan pada lapisan batas di setiap perubahan rezim alirannya. Pada penelitian ini dilakukan kajian untuk mendapatkan pemahaman terhadap modifikasi struktur aliran turbulen dengan memanipulasi kondisi lapisan batas yang terbentuk pada plat datar dengan mengunakan turbulen promoter sebagai pemicu meningkatan turbulensi aliran pada lapisan batas. Penelitian ini dilakukan secara eksperimen dan komputasi untuk mendapatkan fenomena yang lebih riil dan komprehensif. Secara eksperimen, penggunaan aktuator plasma pada kondisi tanpa aliran free stream memberikan kemampuan menghasilkan angin ion maksimal sebesar 1.2 m/s dan dengan mengunakan aliran free stream sebesar 2 m/s dapat mereduksi tebal lapisan batas sebesar 9 mm. Secara komputasi, diketahui bahwa aktuator plasma bekerja menginduksi suatu aliran karena pengaruh dari medan elektromagnetik dengan membentuk efek body force di sekitar aktuator. Pemodelan body force dikembangkan sebagai pengembangan model numerik untuk mengembangkan model komputasi dalam fluid mechanics. Dari hasil pemodelan numerik tersebut didapatkan persamaan body force yang bekerja untuk aktuator plasma dengan eror 2 jika dibandingkan dengan hasil pengukuran kecepatan secara eksperimen.

---

The research development in plasma actuator especially in its application of flow control keeps rapidly expanding in the past decades. The ability of plasma actuator which can work without any mechanically moving parts or flexible and the little amount of energy consumption that it needs have been a unique advantage if compared to other past active control devices such as blowing, suction, and synthetic jet. Plasma actuator is a configuration of few materials, which consists of two copper plates as the electrodes with a dielectric material in between as the electrical field resistor. Both electrodes then were connected to the high voltage transformer with the output of 5500 volt and the ration of 137.5. The type of the transformer itself is a step up transformer. In the effort of modifying or altering the flow, there are few methods which generally being used modifying laminar to trubulent transition, separation, and turbulent. Those methods can be implemented by altering the flow on its boundary layer in each flow rezime. This research focuses in the study of acquiring an understanding in the modification of the turbulent flow structure by manipulating the boundary layer condition which formed on the flat plate using the turbulent promoter as the trigger to form the boundary layer. This research was conducted experimentally and computationally to obtain the more real and comprehensive phenomenon. In the experimental result, it is obtained that the usage of plasma actuator on the condition without the free stream flow can achieved the ability to generate the maximum ionic wind of 1.2 m s. Meanwhile, in the condition with 2 m s free stream velocity, plasma actuator can decrease the boundary layer thickness up to 9 mm. In the computational result, it is known that plasma actuator works by inducting the flow due to the effect of electromagnetic field by forming the body force effect around the actuator. The body force modelling later was developed as numerical model development to develop the simulation model in fluid mechanics. From this numerical modelling, the body force equation is later obtained that can be applied into plasma actuator with an error of 2 , if compared with the result of velocity measurement which obtained experimentally."

"

Telah dilakukan penelitian analisis aliran turbulen dengan menggunakan metode  CFD untuk aliran fluida kompleks pada fluidized bed dengan menggunakan beberapa model turbulen yaitu model turbulen standar (STD) k-ε, Re-normalization Group (RNG) k-ε, dan tiga model turbulen k-ε yang telah dimodifikasi. Fluidized bed adalah merupakan komponen pada sistem turbin mikro bioenergi untuk aplikasi zero energy building (ZEB). Tujuan dari simulasi ini adalah untuk memperoleh model turbulen baru yang memberikan hasil simulasi lebih baik, khususnya aliran fluida kompleks. Simulasi CFD dilakukan dengan perangkat lunak CFDSOF(r) menggunakan model geometri grid dua dimensi 100x200.

Dari hasil simulasi menggunakan 2 model turbulen, yaitu STD k-ε, RNG k-ε, kedua model turbulen tersebut ternyata memberikan hasil yang hampir sama dan mendekati hasil eksperimen untuk parameter beda tekanan pada bed. Namun model STD k-ε memberikan hasil yang lebih mendekati hasil eksperimen atau efektif pada kecepatan superficial 0,40 m/s – 0,80 m/s sementara model RNG k-ε lebih efektif pada kecepatan superficial 0,70 m/s – 1,0 m/s. Dari perbandingan terhadap parameter fisik, kedua model memberikan hasil yang hampir sama untuk parameter fraksi volume dan kecepatan partikel, namun memberikan hasil yang berbeda untuk tekanan statik dan kecepatan gas. Untuk parameter turbulensi, yaitu energi kinetik turbulen, laju disipasi turbulen dan viskositas efektif, kedua model memberikan hasil yang berbeda.

Untuk modifikasi nilai Prandtl kinetik pada model turbulen STD k-ε, dimana dilakukan simulasi dengan nilai Prandtl kinetik (Prandtl-k) 0,8; 0,9; dan 1,1; untuk parameter beda tekanan pada bed nilai Prandtl-k 0,9 memberikan hasil yang paling akurat untuk kecepatan superficial 0,40 – 0,70 m/s, sementara nilai 1,1 akurat untuk kecepatan superficial 0,80 – 0,90 m/s. Hasil simulasi untuk parameter laju disipasi menunjukkan bahwa perubahan nilai Prandtl-k merubah pola kontur laju disipasi. Untuk parameter viskositas efektif gas diperoleh hasil bahwa dengan turunnya nilai Prandtl-k menyebabkan turunnya nilai viskositas efektif gas dan sebaliknya. Sedangkan untuk parameter viskositas efektif partikel diperoleh hasil bahwa untuk nilai Prandtl-k = 0,9 hasilnya tidak berbeda secara signifikan dengan model standar pada kecepatan superficial 0,5 m/s. Berbeda dengan nilai Prandtl-k = 1.1 yang diuji pada kecepatan superficial 0,8 m/s, diperoleh hasil bahwa kenaikan bilangan Prandtl-k menjadi 1,1 menaikkan viskositas efektif partikel.

---

Turbulent flow analysis has been carried out using the CFD method for complex fluid flow in fluidized beds using several turbulent models, i.e. standard k-ε (STD), Re-normalization Group k-ε (RNG), and three modified k -ε turbulent models. Fluidized bed is a component of the bioenergy micro turbine system for zero energy building (ZEB) applications. The purpose of this simulation is to obtain a new turbulent model that provides better simulation results, especially for complex fluid flows. CFD simulation is done with CFDSOF (r) software using a 100 x 200 two-dimensional grid geometry model.

From the simulation results using 2 turbulent models, i.e. STD k-ε, RNG k-ε, the two turbulent models turned out to give almost the same results and approached the experimental results for the parameters of the pressure difference on the bed. However the STD k-ε model gives more accurate results at the superficial velocity of 0.40 m/s - 0.80 m/s and the RNG k-ε model is more accurate at superficial velocities of 0.70 m/s - 1.0 m/s. From the comparison of physical parameters, the two models give almost the same results for the volume fraction and particle velocity parameters, but give different results for static pressure and gas velocity. For turbulent parameters, i.e. turbulent kinetic energy, turbulent dissipation rate and effective viscosity, both models give different results.

The results of modification of the kinetic Prandtl value in the turbulent STD k-ε model, where the simulation is performed with a kinetic Prandtl value of 0.8; 0.9; and 1.1; for pressure difference parameters on bed, Prandtl-k = 0.9 gives the most accurate results for superficial velocities of 0.40 - 0.70 m/s, while Prandtl-k = 1.1 is accurate for superficial velocities of 0.80– 0.90 m/s. The simulation results for disipation rate show that the change of kinetic Prandtl change the disipation rate contour. Meanwhile, decreasing the value of kinetic Prandtl will decrease the effective viscosity of gas and vice versa. The contours of particle effective viscosity for Prandtl-k = 0.9 are not different significantly with the standard model measured at superficial velocity of 0.5 m/s. But the different results are found for the Prandtl-k = 1.1 measured at superficial velocity of 0,8 m/s, where the higher Prandtl-k value the higher the particle effective viscosity.

"