Simulasi Numerik Variasi Leading Edge Terhadap Karakteristik Aerodinamika Bodi Bus

Abstract

Memvariasikan geometri leading edge bus diprediksi dapat mereduksi drag force. Drag force yang kecil dari kendaraan, akan membuat hambatan angin yang diterima kendaraan saat berjalan berkurang dan akhirnya dapat mengurangi konsumsi bahan bakar. Hal ini diperkuat dengan pernyataan Hucho dan Sovran (1993), bahwa drag force berkontribusi hingga 50% dari total konsumsi bahan bakar kendaraan pada kecepatan tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kemiringan sudut leading edge terhadap efisiensi pemakaian bahan bakar dengan melihat penurunan nilai Coefficient drag (CD).Penelitian ini, menggunakan model kendaraan bus dengan dimensi yang sama seperti ukuran bus sebenarnya. Geometri leading edge ini divariasikan dengan sudut kemiringan : 35,40, 26,40, 44,40, 53,40 pada ujung leading edge. Metode penelitian yang digunakan adalah simulasi numerik 2-D dengan menggunakan software CFD (Computational Fluid Dynamics) ANSYS FLUENT 16.0. Mesh yang digunakan model Test/Hybrid Tgrid atau segitiga, namun pada bagian dekat bodi dan jalan diberi inflation layer dengan model mesh quad atau persegi empat. Viscous model yang digunakan k-epsilon standart dengan variasi Reynolds 1,3 x 106 (19 Km/Jam), 2,2 x 106 (32 Km/Jam), 3,08 x 106 (45 Km/Jam), 5,47 x 106 (80 Km/Jam), dan 6,84 x 106 (100 Km/Jam). Data hasil yang dianalisa adalah Coefficient lift (CL), Coefficient drag (CD), velocity contour, velocity streamline, dan pressure contour.Dari hasil simulasi dapat dilihat bahwa dengan memvariasikan sudut kemiringan leading edge dapat mempengaruhi karakteristik aliran pada kendaraan bus. Semakin besar sudut leading edge maka akan menurunkan nilai Coefficient Pressure (CP) dan membuat titik separasi yang semakin ke belakang kendaraan, dan mengakibatkan penurunan nilai Coefficient drag (CD)sehingga pemakaian bahan bakar lebih efisien. Dengan mempertimbangkan efisiensi pemakaian bahan bakar, maka pemvariasian sudut kemiringan leading edge 53.40 dipilih sebagai variasi terbaik, karena mampu memiliki nilai Coefficient drag (CD) paling kecil yakni (0,423) atau turun (-19,734 %) dari model standar.

Kata kunci: Simulasi Numerik, leading edge, Coefficient drag, Reynolds Number.Memvariasikan geometri leading edge bus diprediksi dapat mereduksi drag force. Drag force yang kecil dari kendaraan, akan membuat hambatan angin yang diterima kendaraan saat berjalan berkurang dan akhirnya dapat mengurangi konsumsi bahan bakar. Hal ini diperkuat dengan pernyataan Hucho dan Sovran (1993), bahwa drag force berkontribusi hingga 50% dari total konsumsi bahan bakar kendaraan pada kecepatan tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kemiringan sudut leading edge terhadap efisiensi pemakaian bahan bakar dengan melihat penurunan nilai Coefficient drag (CD).Penelitian ini, menggunakan model kendaraan bus dengan dimensi yang sama seperti ukuran bus sebenarnya. Geometri leading edge ini divariasikan dengan sudut kemiringan : 35,40, 26,40, 44,40, 53,40 pada ujung leading edge. Metode penelitian yang digunakan adalah simulasi numerik 2-D dengan menggunakan software CFD (Computational Fluid Dynamics) ANSYS FLUENT 16.0. Mesh yang digunakan model Test/Hybrid Tgrid atau segitiga, namun pada bagian dekat bodi dan jalan diberi inflation layer dengan model mesh quad atau persegi empat. Viscous model yang digunakan k-epsilon standart dengan variasi Reynolds 1,3 x 106 (19 Km/Jam), 2,2 x 106 (32 Km/Jam), 3,08 x 106 (45 Km/Jam), 5,47 x 106 (80 Km/Jam), dan 6,84 x 106 (100 Km/Jam). Data hasil yang dianalisa adalah Coefficient lift (CL), Coefficient drag (CD), velocity contour, velocity streamline, dan pressure contour.Dari hasil simulasi dapat dilihat bahwa dengan memvariasikan sudut kemiringan leading edge dapat mempengaruhi karakteristik aliran pada kendaraan bus. Semakin besar sudut leading edge maka akan menurunkan nilai Coefficient Pressure (CP) dan membuat titik separasi yang semakin ke belakang kendaraan, dan mengakibatkan penurunan nilai Coefficient drag (CD)sehingga pemakaian bahan bakar lebih efisien. Dengan mempertimbangkan efisiensi pemakaian bahan bakar, maka pemvariasian sudut kemiringan leading edge 53.40 dipilih sebagai variasi terbaik, karena mampu memiliki nilai Coefficient drag (CD) paling kecil yakni (0,423) atau turun (-19,734 %) dari model standar.

Kata kunci: Simulasi Numerik, leading edge, Coefficient drag, Reynolds Number.