Aliran di Dalam Ruangan Dengan 2 Jenis Fluida Dalam Satu Fase

Depok, 2 Mei 2012

Selama ini kita hanya mengenal bahwa suatu ruangan diasumsikan hanya dialiri oleh satu jenis fluida dan dari aliran tersebut akan dilihat sifat fisikanya, misalnya kecepatan, tekanan, maupun temperatur. Namun, pada kenyetaannya dalam dunia nyata ada berbagai jenis fluida yang mengalir di dalam sebuah ruangan. Misalnya di dalam ruangan kamar, tidak hanya udara yang mengalir dan bersirkulasi di dalam ruangan kamar, namun terdapat juga oksigen untuk kita bernafas dan ada pula karbon dioksida yang merupakan hasil pernafasan manusia.

Dalam alirannya di dalam ruangan, masing-masing fluida tersebut tetap pada fase gas, sehingga kita dapat mengetahui bahwa untuk kondisi suhu kamar, tidak terjadi perubahan fase atau dengan kata lain tidak terjadi aliran dua fase di dalam ruangan kamar. Untuk mengetahui bagaimana fluida mengalir di dalam ruangan, mari kita simulasikan aliran fluida tersebut menggunakan CFD. Kita ingin mengetahui distribusi kecepatan aliran dimana diasumsikan di dalam ruangan terdapat dua buah fluida, udara dan karbon dioksida.

Berikut adalah langkah-langkah untuk melakukan simulasi CFD menggunakan CFDSOF.

1. Tentukan domain ukuran dari ruangan. Untuk menyederhanakan masalah, ruangan dibuat cukup dua dimensi (2 D)

2. Kemudian atur model sehingga tampilan seperti di bawah ini. Karena terdapat dua buah fluida, maka klik "Hitung Species"

3. Berikut adalah pengaturan cell dari ruangan. Terdapat dua buah input dimana input 1 dialiri udara dan input 2 dialiri karbon dioksida

4. Berikan nama untuk species 1 adalah karbon dioksida dan species 2 adalah udara

5. Pengaturan masukan input dimana untuk input 1 karbon dioksida (CO2) ditulis 0 yang berarti tidak ada CO2 yang mengalir sehingga hanya udara yang mengalir pada input 1, sedangkan untuk input 2 karbon dioksida (CO2) diberi nilai 1 yang berarti hanya murni CO2 yang mengalir pada input 2.

Adapun untuk input 1 diberikan kecepatan 0.01 m/s dan input 2 diberikan kecepatan 0.001 m/s

6. Setelah melakukan iterasi maka berikut hasilnya. Untuk hasil simulasi tidak dilihat pencampuran dua fluida tersebut, namun dilihat persebaran aliran untuk masing-masing aliran.

Distribusi kecepatan karbon dioksida (CO2)

Terlihat bahwa makin menjauh dari input 2 (bagian bawah), kecepatan CO2 semakin rendah. Hal itu dapat terlihat dari kontur warna yang semakin berwarna biru seiring menjauhnya aliran CO2 dari input 2.

Distribusi kecepatan udara

Dari hasil simulasi terlihat bahwa semakin menjauh dari input 1, kecepatan udara semakin rendah. Hal itu dapat terlihat dari kontur warna yang semakin berwarna biru seiring menjauhnya aliran udara dari input 1.