analisis 2d airfoil naca 4412 menggunakan computational fluids dynamic pada variasi bilangan

151 Pages·2016·5.79 MB·Indonesian

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ANALISIS 2D AIRFOIL NACA 4412 MENGGUNAKAN
COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMIC PADA VARIASI
BILANGAN MACH DAN SUDUT SERANG

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Oleh
JAKATARU DAVID EMBANG
NIM : 125214023
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2016
i
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2D ANALYSIS OF AIRFOIL NACA 4412 USING
COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC ON MACH NUMBER
AND ANGLE OF ATTACK VARIATIONS

FINAL PROJECT

As parctial fulfillment of the requirements
to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By
JAKATARU DAVID EMBANG
Student Number : 125214023

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2016
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ANALISIS 2D AIRFOIL NACA 4412 MENGGUNAKAN
COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMIC PADA VARIASI
BILANGAN MACH DAN SUDUT SERANG

iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ANALISIS 2D AIRFOIL NACA 4412 MENGGUNAKAN
COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMIC PADA VARIASI
BILANGAN MACH DAN SUDUT SERANG

iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam
naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta 11 Juli 2016

Jakataru David Embang
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Jakataru David Embang
Nomor Mahasiswa : 125214023
Demi pengembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
ANALISIS 2D AIRFOIL NACA 4412 MENGGUNAKAN
COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMIC PADA VARIASI
BILANGAN MACH DAN SUDUT SERANG
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam
bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan
akademis tanpa perlu meminta ijin dan memberikan royalty kepada saya selama tetap
menyantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta 11 Juli 2016
Yang menyatakan,

Jakataru David Embang
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Penelitian tentang airfoil merupakan sebuah pengembangan teknologi dalam
dunia aerodinamika. Hasil dari berbagai eksperimen telah banyak digunakan untuk
mendesain airfoil dalam berbagai konfigurasi sayap sesuai dengan penggunaannya.
Pada masa yang lampau, pembuatan serta analisis kinerja dari suatu airfoil
membutuhkan terowongan angin dan memerlukan waktu serta biaya yang besar untuk
proses pengujiannya.
Penelitian ini menggunakan airfoil tidak simetris yaitu NACA 4412.
Penelitian ini ingin mengetahui dampak dari variasi bilangan mach pada setiap
peningkatan sudut serang dan akan dilihat intensitas turbulensi pada setiap variasi
bilangan mach serta sudut serang dalam bentuk kontur dan streamline. Variasi
bilangan mach yang diterapkan pada penelitian ini berkisar pada aliran subsonic
hingga supersonic dengan variasi sudut serang mulai dari 0°, 4°, 8°, 12° dan 16°.
Pengujian ini dilakukan dalam metode Computational Fluid Dynamic dengan bentuk
mesh tidak terstruktur dan menggunakan persamaan spalart-almaras turbulence
model. Bentuk domain yang digunakan adalah C-type dan kondisi batas pada domain
diasumsikan dalam keadaan tunak dengan batasan pada domain yaitu inlet, outlet,
symmetry dan wall.
Dari penelitian yang telah dilakukan menunjukkan hasil bahwa variasi
bilangan mach terhadap peningkatan sudut serang berpengaruh pada nilai koefisien
lift dan drag dari airfoil NACA 4412. Pada sudut stall aliran subsonic memiliki
koefisien lift lebih tinggi dengan nilai 1,17290 dibandingkan aliran supersonic
dengan nilai 1,17150. Aliran subsonic memiliki intensitas turbulensi lebih kecil
dibanding aliran supersonic.
Kata kunci: Airfoil NACA 4412, bilangan mach, Computational Fluid Dynamic.

vii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
Research on the airfoil is a technological development in the world of
aerodynamics. The results of numerous experiments have been widely used to design
the wing airfoil in a variety of configurations suitable for use. In the past, the
manufacture and analysis of the performance of an airfoil requires wind tunnel and
require time and substantial costs in the process of testing. This study uses
asymmetrical airfoil is NACA 4412.
This study investigates the impact of variations in mach numbers on any
increase in the angle of attack and will be seen turbulence intensity at each variation
of Mach numbers and angles of attack in the form of contours and streamlined.
Variations mach numbers were applied in this study ranged in subsonic to supersonic
flow with the variation of the angle of attack ranging from 0°, 4°, 8°, 12° and 16°.
This testing is done in the method of Computational Fluid Dynamics to form an
unstructured mesh and use spalart-almaras equation turbulence models. Domain form
used is C-type and boundary conditions on the domain assumed to be in a steady state
with restrictions on the domain, namely the inlet, outlet, symmetry and wall.
From the research that has been done, shows that variation of mach number
to increase the angle of attack affects the value of the coefficient of lift and drag of
the airfoil NACA 4412. At the stall angle subsonic flow has a higher lift coefficient
value of 1,17290 compared with supersonic flow with a value of 1,17150, Subsonic
flow turbulence intensity is smaller than the supersonic flow.
Keywords: Airfoil NACA 4412, mach number, Computational Fluid Dynamic.

viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karuniaNya, sehingga penyusunan skripsi dapat berjalan dengan baik dan lancar.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang wajib dipenuhi oleh mahasiswa
untuk mendapatkan gelar S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Atas berkat, bimbingan serta dukungan dari banyak pihak, akhirnya skripsi ini
dapat terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini, dengan segala kerendahan
hati saya mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Sudi Mungkasi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi M.T. selaku Kaprodi jurusan Teknik Mesin Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. A. Prasetyadi SSi M.Si. selaku Dosen Pembimbing 1 Skripsi dan pembimbing
Akademik atas segala arahan, kesabaran dan motivasi yang telah diberikan
4. Stefan Mardikus, ST,. MT selaku Dosen Pembimbing 2 Skripsi atas segala
arahan, kesabaran dan motivasi yang telah diberikan.
5. Seluruh dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu
pengetahuan sehingga saya dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.
6. Seluruh Staf Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.
7. Amensiu Indra Embang dan Eljine Kristiasie sebagai orang tua saya, kakak dan
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
adik saya serta seluruh keluarga besar saya atas dukungan baik moril maupun
materi yang diberikan kepada penulis selama mengenyam pendidikan di Program
Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
8. Teman-teman Teknik Mesin yang telah memberikan dukungan serta motivasi
kepada penulis.
9. Teman-teman kos Griya Kanna yang telah memberikan dukungan serta motivasi
kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan penelitian dan penulisan skripsi ini
jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan masukan, kritik, dan saran yang
membangun dari berbagai pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga
skripsi ini dapat bermanfaat baik bagi penulis maupun pembaca.

Yogyakarta, 11 Juli 2016
Penulis

x