Boundary layer akan terbentuk apabila aliran viscous melewati suatu kontur permukaan. Hal ini menyebabkan terjadinya gaya drag di kontur permukaan, oleh karena itu boundary layer yang terbentuk perlu dikontrol. Salah satu cara untuk mengkontrol boundary layer yang terbentuk adalah dengan memberi alur permukaan yang dilalui aliran. Pada penelitian ini, aliran yang dikaji adalah aliran boundary layer turbulen yang melintasi suatu pelat datar dengan alur melintang tipe-D. Alur tipe-D adalah tipe alur berbentuk persegi dengan kedalaman dan jarak antar alur yang sama, diletakan normal terhadap arah aliran. Penelitian ini dilakukan secara simulasi numerik. Terdapat 4 model yang disimulasikan yaitu pelat datar (smooth-wall), pelat beralur tipe-D ukuran 4mm, 10mm, dan 30mm . Bilangan Reynolds berdasarkan panjang pelat yaitu Rel = 2.16 x 106 dan kecepatan freestream pada inlet sebesar 10 m/s. Pemodelan numerik dilakukan menggunakan software Gambit 2.4.6 dan Fluent 6.3.26 dengan model 2ddp unsteady, viscous model standart k-epsilon. Berdasarkan hasil penelitian, penambahan alur tipe-D berbagai ukuran meningkatkan koefisien drag total dibanding pelat datar (smooth-wall). Pressure-gradient yang terbentuk didalam alur berkontribusi pada peningkatan ini walaupun nilai koefisien skin-friction mengalami penurunan. Tidak hanya koefisien drag total, tapi nilai intensitas turbulensi juga mengalami peningkatan dibanding pelat datar (smooth-wall). Didalam alur juga terbentuk vortex yang berkontribusi dalam penurunan koefisien skin-friction. Dari ketiga ukuran alur yang berbeda, ditemukan ukuran alur tipe-D ukuran 4mm memiliki nilai koefisien drag total yang lebih rendah daripada lainya.
展开▼
机译:如果粘性流通过表面轮廓,将形成边界层。这会在表面轮廓上产生拖曳力,因此需要控制形成的边界层。控制形成的边界层的一种方法是提供表面槽,流过该表面槽。在本研究中,所研究的流动是湍流边界层流过具有D型横向沟槽的平板。 D型凹槽是矩形凹槽,其深度和凹槽之间的距离相同,且垂直于流向放置。这项研究是通过数值模拟进行的。有4种模型可以模拟,即光滑板,4mm,10mm和30mm D型槽板。雷诺数基于板的长度,Rel = 2.16 x 106,入口处的自由流速度为10 m / s。使用Gambit 2.4.6和Fluent 6.3.26软件以及不稳定的2ddp模型,粘性标准k-ε模型进行数值建模。根据研究结果,与平板(平滑壁)相比,增加各种尺寸的D型凹槽会增加总阻力系数。即使皮肤摩擦系数的值减小,在凹槽中形成的压力梯度也有助于这种增加。与平板(光滑壁)相比,不仅总阻力系数增加,而且湍流强度的值也增加了。在凹槽中还形成了涡旋,这有助于减小皮肤摩擦系数。在这三种不同的凹槽尺寸中,发现D型凹槽尺寸为4mm时,其总阻力系数要比其他凹槽尺寸低。
展开▼