Apa itu CFD dan Bagaimana Aplikasinya Dalam Dunia Engineering??

Depok, Senin 13 Februari 2012
CFD merupakan singkatan dari Computational Fluid Dynamics. CFD merupakan suatu metode numerik yang biasa digunakan dalam bidang mekanika fluida. CFD menggunakan basis metode elemen hingga serta persamaan matematika (sumber : http://kampungmelayu.wordpress.com/2007/12/09/aplikasi-cfd-di-dunia-epc/).
CFD mampu memprediksi atau melakukan pendekatan terhadap permasalahan mekanika fluida menggunakan perangkat komputer. Aliran fluida dalam kehidupan nyata memiliki banyak sekali jenis dan karakteristik tertentu yang begitu kompleks, CFD melakukan pendekatan dengan metode numerasi serta menggunakan persamaan-persamaan fluida (sumber : http://fauzanahmad.wordpress.com/cfd/).
Pada dasarnya pengujian yang paling mendekati benar adalah dengan melakukan pengujian secara langsung pada objek uji. Namun kadangkala pengujian tersebut membutuhkan biaya yang sangat mahal dan cukup memakan waktu yang lama. Oleh karena itu dibutuhkan suatu simulasi komputer yang mampu mewakili kejadian sebenarnya sehingga tidak membutuhkan biaya yang besar serta waktu yang lama.
CFD dapat digunakan diberbagai aspek. Segala hal yang ada kaitannya dengan masalah fluida, maka CFD merupaka tools yangb dapat diandalkan. Berikut adalah beberapa gambar aplikasi CFD dalam dunia engineering :

 

(a)

( b )

Gambar a dan b : Aplikasi CFD pada pesawat terbang

(sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Computational_fluid_dynamics)

Gambar c : Aplikasi CFD pada pompa air

(sumber : Direct Industry The Virtual Industrial Exhibition)

Gambar d : Aplikasi CFD pada kapal selam

(sumber : Direct Industry The Virtual Industrial Exhibition)

CFD pada awalnya hanya terfokus pada kasus mekanika fluida. Namun saat ini aplikasi CFD sudah merambah ke berbagai bidang, yakni : 1. Perpindahan panas dan massa 2. Teknik pembakaran 3. Aerodinamika 4. Stress analysis 5. Dan lain sebagainya Fluida adalah objek yang dianalisis oleh CFD. Untuk melakukan perhitungan menggunakan CFD, maka diperlukan berbagai macam rumus fisika serta kimia. Setiap kasus membutuhkan rumus dan perlakuan yang berbeda. Mekanika fluida, konversi energi, momentum, massa serta species merupakan hal-hal yang biasa ditemui untuk menjalankan analisis menggunakan CFD. Untuk menjalankan aplikasi CFD maka dibutuhkan bantuan software. CFD merupakan Metode perhitungan yang berbasiskan dimensi, luas dan volume yang dalam perhitungannya membutuhkan bantuan software untuk melakukan perhitungan di setiap elemen pembaginya. Untuk melakukan simulai CFD maka gambar kerja yang sudah dibuat harus dilakukan proses meshing. Proses meshing adalah suatu proses penyatuan setiap segmen-segmen gambar sehingga seluruh bagian gambar dapat dilakukan simulasi CFD. Hal ini dikarenakan ketika simulasi CFD sedang berlangsung, software melakukan perhitungan di setiap elemen-elemen. Oleh karena itulah proses meshing dilakukan terlebih dahulu sebelum simulasi CFD dijalankan. Untuk melakukan simulasi CFD maka perlu mengetahui hal sebagai berikut. Ada 3 hal dalam perhitungan aplikasi CFD, yaitu pre processor, processor, dan post processor. Pre processor adalah proses awal di mana domain-domain serta boundary condition ditentukan. Domain adalah kondisi-kondisi awal dari sistem, sedangkan boundary condition adalah kondisi-kondisi yang membatasi eksperimen di mana kondisi tersebut harus di tentukan. Setelah itu dilakukan proses meshing untuk selanjutnya simulasi dapat berjalan. Proses selanjutnya adalah proses processor. Pada proses ini dimasukkan input serta output yang diinginkan. Pada proses ini perhitungan sudah mulai dijalankan berdasarkan persamaan-persamaan yang sesuai dengan objek yang ingin disimulasikan. Proses terakhir adalah proses post processor, yaitu hasil perhitungan ditampilkan dalam tampilan gradasi warna dan vektor. Setiap warna memiliki arti yang berbeda sehingga dengan adanya tampilan warna dan vektor maka hasil simulasi dapat dianalisis lebih jauh dan lebih teliti. (sumber : fauzanahmad.wordpress.com/cfd/)