CFD Unsteady Flow

Beberapa kali posting CFD selama ini kita selama mempelajari tentang Steady state, dimana suatu aliran kita perlakukan selama periode waktu selama sama atau konstan. Padahal dalam kenyataan kehidupan sehari-hari bahwa kondisi steady state sendiri tidak yang ada atau boleh kita sebut sebagai idealisasai suatu aliran. Sedangkan dalam kenyataannya kebanyakan kondisi aliran yang terjadi yaitu Unsteady State dimana kondisi yersebut di pengaruhi oleh waktu. Adapun persamaan umum untuk Unsteady Flow sebagai berikut :

Berikut kita akan mencoba simulasi dari soal dibawah

Ilustrasi dari kasus diatas berupa temperatur dari batang yaitu 200 oC atau 473 K. Kemudian sisi kanan dari batang di berikan temperatur 0 oC atau 273 K. Dari kasus diatas, kita ingin mengetahui penurunan temperatur pada batang seiring berjalannya waktu. Karena penurunan temperatur merupakan fungsi waktu (transien) , maka kita dapat melihat melalui simulasi CFD untuk melihat penurunan temperatur seiring berjalannya waktu

Berikut langkah-langkah simulasi CFD untuk kasus diatas :

1. Masukkan daerah domain  berupa panjang dan lebar serta jumlah cell yang akan digunakan.

2. Setting model yang akan disimulasikan berupa nilai temperatur, fluks panas dan wall konduktif serta aktifkan terikatkan waktu agar pada saat simulasi bisa dilihat pada waktu berapa bagaimana kondisi simulasi yang terjadi

3. Atur cell berupa daerah symetris dan wall

4. Tentukan nilai konstanta sempadan, dimana wall 1 diberi heat fluks 0 J/m2, wall dengan temperatur 0 K dan wall 3 dengan temperatur 473 K

5. Masukkan nilai temperatur (tem) untuk mengetahui penurunan waktu beriringan dengan selang waktu tertentu

Berikan nilai tem untuk wall 3 sebesar 473 K

Adapun hasil simulasi yang dihasilkan
Pada saat  setelah di iterasi  1 detik

Pada saat  setelah di iterasi  300  detik

 Pada saat  setelah di iterasi  500  detik

 Pada saat  setelah di iterasi  1000  detik

Dapat kita liha bagaimana hasil simulasi yang telah dihasilkan, bagaimana perpindahan panas yang terjadi diantara satu sisi ke sisi yang lain membutuhkan waktu. Pada saat terjadi perpindahan panas tersebut membutukan waktu berarti panas yang awal sangat tinggi makin lama waktu yang berjalan maka range temperatur yang dihasilkan maka rendah karena hal terbut dipengaruhi oleh jarak. Seperti halnya dengan Air Conditioner(AC) jika kita dekat dengan sumber AC maka suhu tubuh kita akan terasa dingin jika posisi kita jauh dari sumber AC maka temperatur dingin yang dihasilkan oleh AC membutuhkan waktu untuk membuat tubuh kita dingin. Sehingga kalau kita simpulkan kondisi Unsteady/ kondisi yang membutuhkan waktu merupakan kondisi real yang ada dalam kehidupan kita sehingga bisa dikatakan perambatan panas yang terjadi di simulasi atau perambatan dingin dari AC ke kondisi tubuh kita merupakan fungsi waktu