Studi Numerik Pengaruh Pemasangan Bump Segitiga terhadap Karakteristik Aerodinamika pada Pelat Datar

Abstract

Dalam transisi menuju energi yang lebih efisien dan ramah lingkungan, Indonesia menghadapi tantangan kompleks. Indonesia, dengan populasi besar dan ekonomi yang berkembang pesat, masih bergantung pada energi fosil sehingga penelitian mekanika fluida dilakukan pada aerodinamika, seperti drag, lift, dan lapisan batas. Passive flow control, seperti modifikasi geometri kendaraan, lebih efisien dengan biaya rendah dan mengurangi konsumsi energi. Penelitian ini dilakukan dengan mengubah geometri dari flat plate dengan menambahkan bump pada titik di area favorable pressure gradient. Hipotesis awal penelitian ini adalah peletakan bump akan mempengaruhi bentuk separation bubble, sehingga aliran yang melewati pelat datar akan menjadi turbulen lebih cepat dengan penambahan bump dapat menghasilkan bubble separation yang meningkatkan momentum aliran, sehingga memperkuat profil momentum dan menunda terjadinya separasi, yang diharapkan dapat mengoptimalkan gaya drag. Untuk membuktikan hipotesis di atas maka penelitian ini dilakukan dengan melakukan simulasi numerik CFD dengan menambahkan bump berbentuk segitiga sama kaki dengan variasi sudut 15°, 30°, 45°, 60° dan juga bilangan Reynold sebesar 2,7x10³  dan 4,2x10³ pada flat plate untuk mengamati fenomena aliran. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penambahan bump segitiga menghasilkan perubahan signifikan pada distribusi koefisien tekanan (Cp) dan pola aliran di sekitar pelat datar. Peningkatan sudut bump menyebabkan gradien tekanan yang lebih tajam dan pembentukan separation bubble yang lebih panjang bubble paling tebal berada pada sudut bump 60⁰, 45⁰, 30⁰, 15⁰. Namun timbulnya bubble pada pelat datar membuat nilai koefisien drag pada pelat datar dengan bump lebih tinggi dari pelat datar tanpa bump, nilai koefisien drag yang paling mendekati ada pada bump 15⁰, 30⁰, 45⁰, 60^0. Analisis pada dua bilangan Reynolds menunjukkan bahwa aliran pada Re yang lebih tinggi cenderung lebih turbulen, menghasilkan pola aliran yang lebih kompleks dan area resirkulasi yang lebih luas. Koefisien drag pada pelat datar dengan bump segitiga tercatat lebih tinggi dibandingkan pelat datar polos untuk semua variasi yang diuji