-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
1/26
TUGAS MANDIRI COMPUTIONAL FLUID MECHANICS
SIMULASI AIRFOIL NACA 0015 3D
OLEH
DONNY PRASETYO SUMADI
NIM 1304305003
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
2/26
COMPUTIONAL FLUID MECHANICS
AIRFOIL NACA 0015 3D SIMULATION
A. MEMBUAT GAMBIT AIRFOIL 3D
Langkah 1
Mendownload koordinat geometri dari AIRFOIL NACA 0015 pada link berikut :
http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca0015-il
Buka link “source dat file” pada web, setelah halaman terbuka kemudian simpan halaman
tersebut. Dan otomatis halaman tersebut akan tersimpan sebagai file naca0015.dat
http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca0015-ilhttp://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca0015-ilhttp://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca0015-il
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
3/26
Langkah 2
Buka file tersebut menggunakan Notepad++
Dalam data koordinat geometri NACA 0015 tersebut hanya terdapat geometry X dan Y.
Untuk itu data ini belum langsung bisa dipakai di Gambit. Karena Gambit
menerjemahkannya dalam koordinat X, Y dan Z. Sehingga kita perlu menambahkan
koordinat Z.
Untuk mempermudah menambahkan koordinat Z. Maka kita bisa gunakan Microsoft Excell.
Copy seluruh data tersebut dan Paste pada Ms. Excell. Kemudian tambahkan koordinat Z
yaitu 0. Setelah itu Copy kembali data tersebut dari Ms.Excell ke dalam Notepad++. Dan
hapus tulisan “NACA 0015” yang terletak paling atas. Sehingga data yang tersisa hanya
koordinat X,Y,Z saja (seperti pada gambar). Kemudian SAVE
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
4/26
Langkah 3
Buka Gambit. Setelah itu import file .dat
tadi dengan cara Klik Menu File > Import
> ICEM Input. Pilih file naca0015.dat
Kemudian pada pilihan Geometry to
Create pilih Verticles
Klik Accept
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
5/26
Tampilan koordinat geometri Airfoil NACA 0015 yang sudah terbentuk pada Gambit :
Langkah 4
Membuat Edges
Operation Toolpad > Geometry Command Button > Edge Command Button > Create
Edge
Kemudian pilih seluruh vertex dan pindahkan dari daftar “Available” ke daftar “Picked”. Dan
Klik Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
6/26
Hasilnya seperti gambar berikut ini :
Langkah 4
Membuat Face
Operation Toolpad > Geometry Command Button > Face Command Button > Forn
Face
Kemudian pilih seluruh Edge dan pindahkan dari daftar “Available” ke daftar “Picked”. Dan
Klik Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
7/26
Hasilnya seperti gambar berikut ini :
Langkah 4
Membuat Gambit 3D
Untuk lebih mudah dalam menjelaskan langkah-langkahnya, bisa dilihat langsung dalam
videonya.
Video bisa dilihat di Youtube dengan judul “TUTORIAL GAMBIT, MENGGAMBAR
AIRFOIL 3D PART 1”
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
8/26
Setelah mengikuti langkah-langkah pada video tersebut maka akan mendapatkan hasil seperti
ini:
B. MESHING DAN PENDEFINISIAN BOUNDARY ZONE AIRFOIL NACA 0015
Langkah 1 - Menggambar Boundary Layer
Operation Toolpad > Geometry Command Button > Volume Command Button >
Create Volume
Pada Kotak Create Real Brick. Isi width (X) = 20, kemudian Depth (Y) =5 dan Height (Z)= 5
Klik Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
9/26
Hasilnya seperti ini :
Langkah 2
Cek apakah letak Brick sudah di tengah boundary zone atau tidak
Global Control Toolpad > Klik kanan pada Orient Model > Pilih +Z view
Hasilnya seperti ini :
Terlihat bahwa letak Brick sudah di tengah. Kemudian cek pada posisi yang berbeda
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
10/26
Global Control Toolpad > Klik kanan pada Orient Model > Pilih – Y View
Hasilnya seperti ini :
Terlihat bahwa letak Brick belum di tengah. Jadi kita akan menggeser Brick supaya letaknya
di tengah.
Operation Toolpad > Geometry Command Button > Volume Command Button >
Move/Copy/Align Volumes
Selanjutnya ikuti sesuai dengan gambar di bawah. Kemudian Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
11/26
Hasilnya seperti ini :
Kemudian cek kembali di posisi X
Global Control Toolpad > Klik kanan pada Orient Model > Pilih +X View
Hasilnya seperti ini :
Terlihat pada gambar bahwa posisi Brick sudah di tengah. Kemudian kembalikan ke posisi
Isometric.
Global Control Toolpad > Klik kanan pada Orient Model > Pilih Isometric
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
12/26
Langkah 3
Men-substact Brick oleh Airfoil
Operation Toolpad > Geometry Command Button > Volume Command Button > Klik
kanan pada Boolean Operations > Pilih Substract
Selanjutnya ikuti sesuai dengan gambar di bawah. Kemudian Apply
Langkah 4 (Proses Meshing)
Operation Toolpad > Mesh Command Button > Volume Command Button > Mesh
Volumes
Selanjutnya ikuti sesuai dengan gambar di bawah. Kemudian Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
13/26
Hasilnya seperti ini :
Langkah 5 (Mendefinisikan Boundary Zone)
Mendefinisikan Aliran Fluida
Operation Toolpad > Zones Command Button > Specify Continuum Types Comnand
Selanjutnya ikuti sesuai dengan gambar di bawah. Kemudian Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
14/26
Mendefinisikan Batas Spesifik
Agar lebih mudah, kita bisa menyembunyikan Mesh tersebut terlebih dahulu, dengan cara :
Global Control Toolpad > Specify Model Display > Attributes > Off-kan Mesh > Apply
Lanjut mendefinisikan batas spesifik, dengan cara :
Operation Toolpad > Zones Command Button > Specify Boundary Types Command
Atur kolom Name, Type dan Faces sesuai dengan table dibawah :
Name Type Face
Inlet Velocity Inlet Face 40
Outlet Outflow Face 41
Dinding Wall Face 42
Face 39
Face 43
Face 38
Airfoil Wall Semua Face, kecuali Face
38,39,40,41,42,43
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
15/26
Langkah 6 (Menyimpan Gambit)
Menu File > Save
Menu File > Export > Mesh > Accept
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
16/26
ANALISA ALIRAN UDARA AIRFOIL NACA 0015 3D DENGAN FLUENT
Langkah 1
Buka Fluent 6.2.16, pilih 3d pada kotak Fluent Version
Langkah 2
Import file gambit tadi ke dalam Fluent, dengan cara :
Menu File > Read > Case > Pilih File
Langkah 3
Menu Define > Models > Energy > Centang energy equations
Kemudian. Menu Define > Models > Viscous > Pilih k-epsilon > OK
Langkah 4
Menu Define > Materials
Material Type fluid tetap pilih udara. Sedangkan material solid pilih Alumenium
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
17/26
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
18/26
Langkah 5
Menu Define > Operating Conditions > Centang Gravity > Isi 9.8 pada Y
Langkah 6
Menu Define > Boundary Conditions > Pilih inlet dengan type velocity-inlet > Klik Set >
Atur Velocity Magnitudenya 5 m/s > OK
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
19/26
Langkah 7
Menu Solve > Initialize > Initialize > Pada kolom Compute From pilih all-zones > Klik Init >
Apply
Langkah 8
Menu Solve > Monitor > Residual > Pada kolom options centang Print dan Plot > Ok
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
20/26
Menu Solve > Monitor > Force > Centang Print, Plot, Write pada kolom options > Plih Drag
pada kolom coefficient > Plih airfoil pada kolom wall zones > Apply
Dengan cara yang sama Centang Print, Plot, Write pada kolom options > Plih Lift pada
kolom coefficient > Plih airfoil pada kolom wall zones > Apply
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
21/26
Langkah 9
Menu Solve > Iterate > Set Number of iterations 1000 > Klik Iterate
Hasilnya seperti ini :
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
22/26
Langkah 10
Menu Display > Vectors > Sesuaikan dengan gambar di bawah > Compute > Display
Hasilnya seperti ini :
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
23/26
Dapat dilihat bawa distribusi kecepatan merata di seluruh permukaan. Ketika distribusi
kecepatan atas dan bawah hampir sama karena bentuknya simetris, maka kemungkinan besar
tekanan akan terdistribusi pada bagian atas dan bawah sama juga, sehingga gaya lift tidak
dihasiilkan.
Langkah 11
Menu Display > Vectors > Sesuaikan dengan gambar di bawah > Compute > Display
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
24/26
Hasilnya seperti ini :
Dapat dilihat bahwa turbulen pada airfoil NACA 0015 ini sangat kecil. Hal ini disebabkan
karena vector kecepatan yang hampir sama.
Langkah 12
Menu display > Contours > Sesuaikan dengan gambar di bawah > Compute > Display
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
25/26
Hasilnya seperti ini :
Dapat dilihat pada hasil, bahwa tekanan pada sisi atas dan bawah sama, hal ini
mengakibatkan gaya lift sangat kecil.
SELESAI
-
8/16/2019 Computional Fluid Dynamics_3d Airfoil Naca 0015
26/26
SUMBER :
Video di Youtube dengan judul :
TUTORIAL GAMBIT, MENGGAMBAR AIRFOIL 3D PART 1
TUTORIAL GAMBIT, MENGGAMBAR AIRFOIL 3D PART 2
TUTORIAL GAMBIT, MENGGAMBAR AIRFOIL 3D PART 3