Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Simulasi permodelan smoothed-particles hydrodynamics pada aliran menyempit secara vertikal dengan perhitungan sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa dan Energi sudah dilakukan sebelumnya dengan jumlah partikel sebanyak 2100. Namun hasil yang diperoleh masih belum menunjukan sifat air yang incompressible karena massa jenis yang dihasilkan belum stabil. Dengan demikian tujuan dari penelitian ini adalah pengujian dengan jumlah partikel yang lebih banyak dengan kerapatan yang kecil dengan variabel tinjauan massa jenis, kecepatan dan tekanan. Pengujian dilakukan dengan menggunakan program FORTRAN karena lebih mampu menghitung dengan cepat sehingga program mampu mensimulasi dengan jumlah partikel yang lebih banyak.Hasil yang diperoleh melalui tinjauan pada segmen penyempitan pipa secara umum kecepatan mengalami peningkatan, massa jenis masih menunjukan nilai yang tidak stabil, dan tekanan menunjukan peningkatan. Jumlah partikel yang lebih banyak dan kerapatan antar partikel yang lebih kecil menunjukan hasil yang lebih baik terutama pada massa jenis karena peningkatan yang terjadi pada saat penyempitan tidak besar, sehingga sifat incompressible sudah mulai tercapai. Hal yang sama juga terjadi dengan nilai tekanan, namun untuk nilai kecepatan masih didominasi oleh percepatan gravitasi, sehingga jumlah partikel dan kerapatannya tidak berpengaruh besar. Penelitian ini menyimpulkan bahwa simulasi dengan meningkatkan jumlah partikel dan kerapatannya, akan menghasilkan sifat air yang lebih incompressible.

---

Smoothed Particles Hydrodynamics simulation in a constricting pipe in based on conservation of mass and energy calculation has been undergone before by using 2100 number of particles. However, the results failed to show the characteristic of water as incompressible as the density produced unstable results. Hence the objective of this study is to examine the effect of increasing the number of particles and decreasing the spaces between particles with density, velocity and pressure as the dependent variables. The program that is used in this study is FORTRAN as it is able to calculate faster, as a result the simulation can be executed with larger number of particles.

The results show that in the constriction segment of the pipe, the velocity and pressure increase, and the density gives unstable results. Large number of particles and smaller spacing between particles shows a more stable result especially with the density, since the increase of the value tend to be the lowest in the constriction part, therefore an incompressible state of water is almost fulfilled. Pressure shows the same pattern as density, however since the value of velocity is mostly dominated by the acceleration of gravity, therefore the result is not affected by the number of particles and the spacing between particles. In conclusion, increasing the number of particles and decreasing spacing between particles in SPH simulation will fulfill the characteristic of water a incompressible."

"Metode numerik permodelan aliran air permukaan saat ini berkembang ke arah metode particle-based sebagai alternatif dari metode grid-based. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji kemampuan metode Smoothed Particles Hydrodynamics dalam menyimulasi fenomena aliran 3 dimensi pada penyempitan pipa vertikal. Pengujian dilakukan dengan membuat dan meninjau hasil permodelan berdasarkan Hukum Kekekalan Massa dan Energi. Variabel tinjauan hasil simulasi berupa; kecepatan, massa jenis, dan tekanan. Skenario simulasi divariasikan berdasarkan jumlah partikel dan nilai rest density.Hasil simulasi permodelan secara umum menunjukkan peningkatan nilai kecepatan dan penurunan nilai tekanan pada penyempitan pipa, sehingga prinsip Hukum Kekekalan Energi telah terpenuhi meski dalam beberapa skenario nilai tekanannya menurun pada beberapa segmen penyempitan. Selisih nilai massa jenis partikel terhadap massa jenis air masih berfluktuasi dengan persentase antara 0.04% hingga 100%, walau nilai rest density telah divariasikan, sehingga Hukum Kekekalan Massa baru terpenuhi sebagian. Dengan demikian, secara umum hasil penelitian menunjukkan bahwa metode SPH berpotensi mampu untuk menyimulasi fenomena aliran 3 dimensi pada penyempitan pipa vertikal.

---

Numerical method of modeling flow of surface water is currently evolving toward particle-based method as an alternative to grid-based method. The purpose of this study is to evaluate the ability of the Smoothed Particles Hydrodynamics method in simulating a 3-dimensional fluid flow through constriction of vertical pipe. Examination of this methods is done by reviewing the results based on the Law of Conservation of Mass and Energy. The scenarios on these simulations are varied by the number of particles and the value of rest density.

The results from these simulations are, generally the value of velocity increase while the value of pressure decrease in the constriction segment, so that the principles of the Law of Conservation of Energy has been fulfilled even though in some scenarios the pressure value declined in some segments of the constriction. The difference percentage between the particle?s density with the rest density value are still fluctuate from 0.04% until 100%, even the value of rest density has been varied, so that the Law of Conservation of Mass is not completely fulfilled. Thus, in general, the results showed that SPH method is able to simulate three-dimensional fluid flow through constriction of vertical pipe."

"Simulator perilaku hidrodinamika aliran sungai menggunakan metode numerik dengan basis partikel seperti metode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) dapat menjadi salah satu alternatif yang tersedia untuk menyimulasikan perilaku hidrodinamika dan morfodinamika pada sungai meander yang tidak mampu dihasilkan oleh simulator yang menggunakan metode numerik berbasis grid. Penelitian ini bertujuan untuk membuat simulator hidrodinamika pada sungai meander dengan menggunakan metode SPH pada platform sederhana seperti MS. Excel yang menggunakan bahasa program Visual Basic dengan menghasilkan keluaran hidrodinamika secara tiga dimensi. Untuk mengetahui perilaku hidrodinamika dari penyebab terjadinya aliran helikal pada sungai meander dilakukan beberapa tahapan simulasi seperti fluid at rest, sloshing, dan simulasi aliran helikal. Dari hasil penelitian ini aliran helikal terbentuk karena adanya gangguan pada morfologi dan kecepatan partikel di dalam aliran sungai.

---

The simulator uses particle-based numerical methods, Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), may be one of the alternatives that is available to simulate the behavior of hydrodynamics and morphodynamics in meander that are not able to simulate by simulators that use grid-based numerical methods. This study aims to make simulator that can simulates hydrodynamic behavior in meander by using simple platform, MS. Excel, and Visual Basic programming language. This simulator also generate a three-dimensional hydrodynamics data as the result. To determine the causes of helical flow in the river meanders, some stages of simulation such as fluid at rest, sloshing, and helical flow simulation are done. From the results of this study, the helical flow is formed due to disturbance in morphology and particle velocity in the river flow."

"Metode Smoothed Particle Hydrodynamics sebagai altenatif model numberik untuk menyelesaikan permasalahan fisika fluida telah berkembang pesat. Satu dari simulasi yang menggunakan metode ini adalah simulasi model aliran fluida tiga dimensi pada penyempitan pipa vertikal. Untuk mendapatkan output realistis pada aliran fluida tiga dimensi, dalam penelitian, penulis akan menguji simulasi aliran fluida pada penyempitan pipa vertikal berpenampang lingkaran dengan melihat kestabilan pengujian menggunakan hukum kekekalan massa dan energi. Dalam penguantifikasian hukum kekekalan energi, digunakan juga minor loss sebagai salah satu paratameter kestabilan pada pengujian ini.Untuk menguji simulasi ini, penulis menggunakan compiler program, FORTRAN, untuk keefektifan pengujian. Pengujian dilakukan pada tiap skenario pada 100 iterasi dengan time step 0,01 s menggunakan jumlah partikel inisiasi untuk dimasukkan ke dalam program dengan variasi jumlah kernel particles. Hasil perhitungan kekekalan massa dan energi yang diperoleh berupa nilai residu mendekati angka 0 pada saat t = 0,0 s hingga t = 0,56 s namun mengalami peningkatan dan berfluktuasi pada t berikutnya dengan prosentase residu terhadap total massa ataupun energi sangat rendah. Hasil perhitungan minor loss menunjukkan nilai minor loss coefficient cenderung semakin turun dengan semakin banyak jumlah partikel inisiasi yang digunakan pada 1,833 hingga 2,836.

---

Smoothed Particle Hydrodynamics method as the numeric modelling alternative to solve the fluid physics problem has developed rapidly. One of the simulations that use this method is model simulation for three dimensional fluid flow on vertical pipe contraction. To get the realistic output for three dimensional fluid flow, in this research, the author will test the simulation of fluid flow on circular vertical pipe with observing the stability of the testing using the the conservation of mass and conservation of energy. In the quantification of the conversation of energy, it also uses the minor loss as one of the stability parameter fot this testing.

To test this simulation, author uses the compiler program, FORTRAN, for the effectiveness of the testing. The tests performed on each scenario on 100 iterations with timestep of 0,01 s using the initial number of particles to be input the program with a variety number of kernel particles. The result of mass and energy conservation calculation obtained as shown by the residue is near the number of 0 on t 0,0 s to t 0,56 s however it happens the increasing and fluctuate on the next t with the very lower percentage of residue to the total of mass or even energy. The result of minor loss shows that the minor loss coefficient is more decreasing as the bigger the number of initial particles used at the number of 1,833 to 2,836."

"Pengujian keandalan suatu metode numerik dapat dilakukan terhadap hasil visual dan nilai propertinya. Pengujian hasil visual dari metode Smoothed Particle Hydrodynamics dalam bidang hidrolika sudah banyak dilakukan dan hasilnya sangat baik, namun penelitian untuk hasil nilai propertinya masih dalam tahap pengembangan. Tujuan dari penelitian ini adalah menguji keandalan metode SPH dalam simulasi aliran air 3D menerus pada penyempitan pipa vertikal dalam memenuhi Hukum Kekekalan Massa dan Energi. Variabel-variabel dalam persamaan umum Hukum Kekekalan Massa dan Energi dengan pendekatan Eulerian dikuantifikasikan sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai parameter pengujian. Skenario pemodelan divariasikan berdasarkan penggunaan kerapatan partikel dan besar support radius. Pengujian yang dilakukan pada setiap skenario menghasilkan nilai residu yang relatif kecil, terlihat dari besar prosentase nilai residu yang dihitung terhadap total massa atau total energi dalam setiap segmen tinjauan, yaitu 0 hingga 8.9 untuk residu massa dan 0 hingga 7.2 untuk residu energi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa metode SPH secara hasil nilai propertinya mampu menyimulasikan fenomena aliran air.

---

Testing the reliability of a numerical method can be done by reviewing the qualitative behaviour and quantitative properties. The qualitative behaviour of Smoothed Particle Hydrodynamics method in hydraulic field has been widely tested and the results are very satisfying, but research for testing the quantitative property is still in development stage. The aim of this research is to test the reliability of SPH method in a 3D continuous fluid flow simulation in a vertical pipe constriction by fulfilling the Law of Conservation of Mass and Energy. The variables in the general equations of these law of conservations with the Eulerian approach are quantified so that it can be used as the test parameters. The scenarios are varied based on the use of distance between particles and support radius. The tests performed on each scenario yield relatively small residual values, as shown by the percentage of residual values calculated against the total mass or total energy in each review segment, 0 to 8.9 for mass residues and 0 to 7.2 for energy residues. Thus, in general, the results showed that based on the quantitative properties, SPH method is reliable in simulating fluid flow phenomenon."

"Metode yang banyak digunakan dalam melakukan analisis stabilitas lereng seperti Limit Equilibrium Method (LEM) dan Finite Element Method (FEM) lebih banyak memperhatikan nilai faktor keamanan lereng. LEM tidak dapat memprediksi perilakuk tanah setelah keruntuhan, sedangkan FEM hanya dapat digunakan untuk menghitung deformasi material sebelum keruntuhan. Metode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) saat ini sudah mulai digunakan sebagai alternatif untuk mengatasi distorsi mesh yang berlebih dalam analisis FEM akibat deformasi besar pasca kegagalan dalam analisis stabilitas lereng. Dalam penelitian ini, perilaku material tanah akan dimodelkan sebagai partikel menggunakan metode SPH dengan mengacu pada beberapa penelitian sebelumnya. Model konstitutif tanah Drucker-Prager digunakan dalam prosedur SPH elasto-plastic sebagai alternatif model fluida Bingham dalam prosedur SPH Hydrodynamics yang sudah dikembangkan di Universitas Indonesia. Algoritma ini menggunakan hubungan tegangan-regangan untuk menggambarkan perilaku elastis-plastis dari partikel tanah. Simulasi dilakukan pada partikel tanah yang dimodelkan sebagai tanah kohesif dengan sudut kemiringan terhadap sumbu horizontal.

---

The methods that are widely used in conducting slope stability analysis such as the Limit Equilibrium Method (LEM) and Finite Element Method (FEM) pay more attention to the value of the slope safety factor. LEM cannot predict soil behavior after failure, while FEM can only be used to calculate material deformation before failure. The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method currently has begun to be used as an alternative to overcome excess distortion of the mesh in FEM analysis due to post-failure large deformations in slope stability analysis. In this study, the behavior of the soil material will be modeled as particles using the SPH method with reference to several previous studies. The Drucker-Prager constitutive soil model is used in the elasto-plastic SPH procedure as an alternative to the Bingham fluid model in the SPH Hydrodynamics procedure which has been developed at the University of Indonesia. This algorithm uses the stress-strain relationship to describe the elastic-plastic behavior of soil particles. Simulations were carried out on soil particles which were modeled as cohesive soils with a slope angle to the horizontal axis."

"Fenomena kegagalan piping erosion sering terjadi pada struktur bendungan tanah. Partikel tanah dari bendungan yang terus tergerus ini lama-kelamaan menyebabkan terbentuknya rongga seperti pipa. Penelitian ini akan mengamati interaksi antara partikel pipe wall yang terbentuk dengan aliran air yang terjadi. Studi permodelan ini menggunakan metode numerik Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) dengan platform DualSPHysics dan aliran diasumsikan dalam kondisi laminar dengan Re 100 dan 200. Partikel yang diamati pertama kali adalah 1 partikel dalam bentuk lingkaran sempurna untuk mengamati terlebih dahulu volum kontrol yang paling tepat dalam penelitian ini. Pada studi ini didapati semakin besar parameter geometri dari volum kontrol yang digunakan, hasil semakin mendekati hasil literatur. Akurasi permodelan ditingkatkan dengan memperpanjang waktu simulasi untuk memastikan bahwa partikel sudah memenuhi volum control sehingga aliran sudah stabil. Model lain yang diamati juga adalah dua partikel dengan posisi dan jarak yang berbeda untuk mengamati pengaruhnya terhadap variabel koefisien drag, koefisien lift, dan Strouhal Number yang dialami masing – masing partikel. Pada studi ini didapati bahwa semakin jauh jarak antar partikel bersebelahan, semakin kecil juga gaya sehingga mempengaruhi juga koefisien drag, koefisien lift. Semakin jauh partikel vortex yang terbentuk menjadi semakin mendekati frekuensi single cylinder dan hal ini mempengaruhi Strouhal Number yang dialami oleh partikel.

---

Failure that frequently happened in earth dam structures is internal piping erosion happens when soil particles of the earth dam eroded continuously and it creates a hollow space in a form of a pipe. This study will observe the interaction between the solid particles with water flow. This modeling study will use Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) as a numerical approach with DualSPHysics platform and the flow assumed as a laminar flow with Re of 100 and 200. The first model observed in this study is one circular-shaped solid particle against water flow. It’s found that by increasing the size of volume control, the output will have higher accuracy. Accuracy of this model is also improved by elongating the maximum time simulation. The next model simulated is two solid particles against water flow with different distances to observe how it affects the drag coefficient, lift coefficient, and strouhal number of each particle. In this study, it’s found that by increasing the distance between the two particles will decrease the force, drag coefficient and lift coefficient of each particle. Also, the increase of distance between the two particles makes vortices form in a single dominant frequency and it affects the strouhal number."

"Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) awalnya dibuat untuk mensimulasikan fenomena non-aksisimetris dalam astrofisika. Namun, metode ini masih memiliki beberapa kelemahan, yaitu biaya komputasi yang tinggi yang diperlukan untuk memodelkan nilai dengan resolusi tinggi dan masalah dengan kondisi batas. Penelitian ini bertujuan untuk menjawab apakah pemodelan SPH dengan fokus pada aliran kontinu dapat menghasilkan nilai yang akurat secara kuantitatif dengan biaya komputasi yang rendah. Penelitian ini akan menggabungkan algoritma dan pengkodean pada program utama sungai berkelok-kelok dan algoritma aliran kontinu dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang akurat secara kuantitatif pada interaksi fluida padat dengan aliran kontinu pada saluran berkelok-kelok menggunakan metode SPH. Penelitian ini menggunakan bahasa pemrograman Fortran untuk pemodelan metode numerik SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), model dilakukan dalam bentuk saluran terbuka berkelok-kelok berbentuk U secara 3D, dimana dinding saluran merupakan dinding yang tidak dapat ditembus dan menggunakan saluran kontinu. mengalir dengan jumlah partikel yang terbatas.

---

Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) was originally created to simulate nonaxisymmetric phenomenon in astrophysics. However, this method still has several shortcomings, namely the high computational cost required to model values with high resolution and problems with boundary conditions. This research aims to answer if SPH modeling with a focus on continuous flow can produce quantifiably accurate values with low computational cost. This research will combine algorithms and coding in the main program of meandering river and continuous flow algorithm with the aim of obtaining quantitatively accurate results on solid fluid interactions with continuous flow on a meandering channel using the SPH method. This study uses the Fortran programming language for modeling the SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) numerical method, the model is conducted in the form of a U-shaped meandering open channel in 3D, where the channel walls are non-penetrable wall and uses a continuous flow with a limited number of particles."

"Dalam Computational Fluid Dynamics, simulasi dari interaksi fluida-fluida memberikan hasil yang berbeda dibandingkan interaksi fluida-solid. Asumsi yang tepat dan kondisi lainnya dibutuhkan untuk memperoleh simulasi interaksi fluida yang terbaik. Penghitungan yang digunakan adalah metode Smoothed Particle Hydrodynamics SPH berdasarkan persamaan Navier-Stokes, seperti pada penelitian sebelumnya yang dibuat dalam bahasa pemrograman FORTRAN. Sebagai pengembangannya, penelitian ini memodifikasi persamaan gaya viskositas untuk fluida berbeda jenis. Penelitian ini menggunakan dua jenis fluida berbeda massa jenis dan viskositas, dengan skenario fluida yang diam dalam ruang 3 dimensi. Untuk mendapatkan interaksi yang murni dari fluida, pengaruh lain seperti reaksi kimia dan transfer panas diabaikan, serta kedua jenis fluida juga bersifat miscible. Pergerakan partikel, massa jenis, tekanan dan gaya-gaya diteliti dari setiap skenario dan variasi. Simulasi dua jenis fluida yang berbeda pada penelitian ini memperlihatkan perilaku pergerakan partikel yang berbeda tiap skenarionya, namun serupa dengan perilaku sebenarnya.

---

In Computational Fluid Dynamics, simulation of fluid fluid interaction gives different results than fluid solid interaction. Right assumptions and other conditions is needed to reach best fluid interaction simulation. The computation uses Smoothed Particle Hydrodynamics SPH method based on Navier Stokes equation, as from the previous works in FORTRAN programming language. As the development, this research modifies the term of viscosity force equation to multiple fluid equation. This research uses two different fluids in density and viscosity, and scenarios with fluids at rest in 3 dimensional box. In order to get a pure interaction of fluids, other effects and influence like chemical reaction and heat transfer is neglected, and the fluids are also miscible with each other. Particle movements, density, pressure and forces is observed for every scenarios and variations. The simulation of two different fluids in this research showed different particle movements in each scenario, but similar to its actual behavior. "

"ABSTRAKPermodelan menggunakan CFD Computational Fluid Dynamics pada penelitian ini merupakan suatu pendekatan terpadu untuk mengukur kemampuan relatif dari material padat untuk menahan kapasitas erosif air ketika terjadi kondisi penggerusan. Penelitian ini bertujuan untuk Melakukan analisis sensitivitas metode Smoothed Particle Hydrodynamics terhadap properti fisik air dan properti numerik dengan memperhatikan respon tumbukan partikel air terhadap nilai ketahan tanah soil bulk density . Analisis sensitivitas dilakukan terhadap Simulator Hidrodinamika Aliran Helikal dengan memperhatikan besar gaya yang terjadi ketika partikel fluida menumbuk solid, kemudian variasi variabel input untuk membandingkan besaran gaya yang terjadi pada model.

---

ABSTRACTModeling using CFD Computational Fluid Dynamics in this study is an integrated approach to measure the relative ability of the solid material to withstand the erosive capacity of the water on scouring conditions . This study aims to perform a sensitivity analysis on the Smoothed Particle Hydrodynamics method for physical properties of water and numerical properties of particle collisions by observing the response to the value of the resilience of soil soil bulk density . The sensitivity analysis performed on Hydrodynamic Simulator helical flow by observing the size of the force that occurs when fluid particles hits solid , then the input variables are varied to compare the forces that occur in the model ."