Studi Numerik Karakteristik Aliran 3D Melalui Backward Facing Step Dengan Penambahan Disturbance Body Pada Sisi Upstream

Fenomena aliran backward facing step banyak ditemukan pada saluran-saluran fluida. Banyak penelitian tentang backward facing step yang dilakukan oleh peneliti untuk mengeksplor efekefek yang terjadi dalam saluran yang mengalami ekspansi. Penelitian ini memfokuskan pada aliran yang melalui backward facing step dengan penambahan disturbance body pada sisi upstream berupa circular bump. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui karakteristik aliran yang melewati saluran ekspansi berupa fenomena jarak reattachment, profil kecepatan, koefisien gesek dan koefisien tekanan. Penelitian ini penting untuk dilakukan agar dapat meminimalisir kerugian-kerugian aliran yang terjadi pada saluran melebar. Model uji yang akan diteliti dalam studi ini berupa saluran backward facing step (saluran ekspansi) dengan penambahan pengganggu pada sisi depan. Fluida yang mengalir adalah udara incompressible, viscous, steady, profil kecepatan uniform pada sisi inlet, nilai Reynold yang digunakan 3.8 x 10⁴ dengan variasi jarak pengganggu berupa circular bump pada sisi upstream ( s= -0.58h, -1.02h, -1.47h, -2.07h). Penelitian dilakukan dengan numerik 3D menggunakan program piranti lunak Computation Fluid Dynamic (CFD) dengan model turbulensi k-ԑ Realizable dan jenis discretzation yang digunakan adalah second order.Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah dengan penambahan bodi pengganggu pada sisi upstrean berupa circular bump dengan variasi jarak (s= -0.58h, -1.02h, -1.47h, 2.07h) dapat mengurangi jarak titik reattachment pada aliran yang mengalir pada area yang mengalami perluasan penampang. Variasi jarak bump s= -1.02h memperlihatkan hasil yang lebih baik dengan jarak titik reattachment yang paling pandek dari pada variasi jarak bodi pengganggu yang lain. Pengurangan panjang reattachment sekitar 10 % dari benda uji tanpa menggunakan bump. Penambahan bodi pengganggu dapat mengurangi pressure drop yang terjadi pada pemodelan benda uji. Harga pressure drop pada variasi jarak s= -1.02h juga menunjukan selisih penurunan yang tidak terlalu signifikan dari pada variasi yang lain. ================================================================================================================== Backward facing step flow are common phenomena in the fluid channels. Many studies on Backward facing step undertaken by researchers to explore the effects of Backward facing step in the expansion channel. This study focused on the flow through the back facing step with the addition of disturbance body on the upstream side such as circular bump.The study objective is to examine the characteristics of the flow through the expansion channel are reattachment distance, velocity profile, skin friction coefficient and pressure coefficients. Thestudy is important in order to minimize losses that occurs in the widening channel flow. Model researched in this study is backward facing step expansion channel with the addition of an disturbance body on the upstream. The fluid used is incompressible flow, viscous, steady, uniform velocity profile at the inlet side, used reynold number 3.8 x10⁴ with the variation of disturbance (circular bump) distance from the step on the upstream side (s= -0.58h, - 1.02h, -1.47h, -2.07h ). 3D numerical simulation was conducted by using Computation Fluid Dynamic (CFD) software with k-ԑ realizableturbulence model and discritization type use second order. The study concludes that the addition of disturbance body on the upstream side as a circular bump with distance variations of s= -0.58h, -1.02h, -1.47h, and 2.07h will decrease reattachment point distance of the flowing fluid in the expanded area of the channel. The bump’s distance s= -1.02h yields the best result because it is the shortest then the other distance value, and decreases reattachment length about 10% lower then the reattachment length of model without bump. The addition of disturbance body decreases pressure drop which is occured in the simulation. Pressure drop value of s= -1.02h does not show any differences with the other value