STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN VORTEX GENERATOR PADA AIRFOIL NASA LS-0417

Separasi boundary layer merupakan fenomena penting yang mempengaruhi performansi airfoil. Salah satu upaya untuk menunda atau menghilangkan separasi aliran adalah meningkatkan momentum fluida untuk melawan adverse pressure dan tegangan geser permukaan. Hal ini mengakibatkan separasi aliran akan tertunda lebih ke belakang. Upaya tersebut dapat dilakukan dengan penambahan turbulent generator pada upper surface airfoil. Vortex generator (VG) merupakan salah satu jenis turbulent generator yang dapat mempercepat transisi dari laminar boundary layer menjadi turbulent boundary layer. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jarak penempatan dan ketinggian VG terhadap perkembangan turbulent boundary layer sehingga dapat meningkatkan performansi airfoil. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi eksperimen dan numerik. Bilangan Reynolds yang digunakan adalah 1,41 x 105 dengan angle of attack 16°. Test section penelitian ini adalah airfoil NASA LS-0417 dengan dan tanpa VG. Panjang chord dan span airfoil masing-masing adalah 150 mm dan 660 mm. Jenis vortex generator adalah counter rotating VG. Parameter yang divariasikan dalam penelitian adalah ketinggian vortex generator (h) dan jarak penempatan VG dari leading edge (x/c). Pada penelitian ini ketinggian VG yang digunakan adalah h = 1 mm, 3 mm, dan 5 mm. Jarak penempatan VG dari leading edge (x/c) adalah 0,1; 0,2; 0,3;0.4. Penelitian numerik dilakukan dengan menggunakan software gambit 2.4.6 dan fluent 6.3.26. Software gambit digunakan untuk membuat geometri test section, sedangkan software fluent digunakan untuk melakukan simulasi pada aliran. Turbulence model yang digunakan adalah k-ε standard. Data hasil eksperimen berupa distribusi pressure coefficient (CP). Data hasil numerik berupa pressure coefficient (CP), distribusi profil kecepatan dan turbulent kinetic energy, lift and drag coefficient, dan kontur kecepatan. Hasil yang didapatkan dalam penelitian ini adalah penambahan VG dapat menunda terjadinya separasi pada airfoil NASA LS-0417. Jarak penempatan yang optimal dalam penundaan separasi adalah berturut-turut x/c = 0.3;0.4;0.2; dan 0.1. Separation point airfoil pada penempatan dengan VG x/c = 0.3 adalah pada x/c = 0.86. Ketinggian vortex generator (h) yang optimal dalam penundaan separasi adalah berturut-turut h = 1 mm, 3 mm, dan 5 mm. Separation point airfoil dengan vortex generator h = 1 mm adalah pada x/c = 0.86. Secara keseluruhan, variasi vortex generator paling optimal adalah vortex generator dengan x/c = 0.3 dan h = 1 mm dimana Nilai CL/CD mengalami kenaikan sebesar 14.337%. ================================================================= Boundary layer separation is an important phenomenon that affects the performance of the airfoil. One attempt to delay or eliminate flow separation is to increase the momentum of the fluid to counter the adverse pressure and shear stress. This resulted in delayed flow separation will be back. Such efforts can be made by adding turbulent generator on the upper surface of the airfoil. Vortex generator (VG) is one kind of turbulent generator to accelerate the transition from laminar boundary layer into a turbulent boundary layer. Therefore, this study aimed to determine the effect distance placement and height of VG on the development of turbulent boundary layer so airfoil performance will be incereased. This research was conducted with experiments and numerical simulations. Reynolds numbers used was 1.41 x 105 with 16° angle of attack. Test section of this research is the airfoil NASA LS-0417 with and without vortex generator. Chord length and span airfoil of each are 150 mm and 660 mm. Type vortex generator is a counter rotating vortex generator. The parameters were varied in the study is the height of vortex generators (h) and distance placement of the leading edge vortex generator (x / c). In this study height vortex generator used is h = 1 mm, 3 mm and 5 mm. Distance placement of the leading edge vortex generator (x / c) is 0.1; 0.2; 0.3, 0.4. Numerical study performed using software gambit 2.4.6 and fluent 6.3.26. Software gambit used to create a geometry test section, while the software fluent is used to simulate the flow. Turbulence model used is the standard k-ε. Data from experiments in the form of pressure distribution coefficient (CP). Data from the numerical form of pressure coefficient (CP), the distribution of velocity profiles and turbulent kinetic energy, lift and drag coefficient, and contour speeds. The results obtained in this study is a vortex generator can delay the occurrence of separation on the airfoil NASA LS-0417. Optimal distance placement to delay separation is successively x/c = 0.3; 0.4; 0.2; and 0.1. Separation point airfoil with vortex generators x/c = 0.3 is at x/c = 0.86. The optimal height of vortex generators (h) separation delay is successively h = 1 mm, 3 mm and 5 mm. Separation point airfoil with vortex generator h = 1 mm is at x/c = 0.86. Overall, the most optimal variation vortex generator is vortex generator with x /c = 0.3 and h = 1 mm where the value CL / CD increased by 14 337%