Simulasi numerik konveksi alami pada single fin dan multiple fins dalam kotak 2d dengan metode beda hingga

Oleh :
Ferry Endharta - I1407514 - Fak. Teknik

ABSTRAK Simulasi numerik untuk konveksi alami dalam kotak 2D pada single fin dan multiple fins dilakukan untuk mengetahui fenomena yang terjadi pada pola aliran dan distribusi temperatur di sekitar fin pada kotak 2D. Tulisan ini menguraikan metode untuk penyelesaiaan konveksi alami steady dalam kotak 2D. Metode ini didasarkan pada skema Runge – Kutta untuk diskritisasi waktu dan skema kompak beda hingga orde-4 untuk diskritisasi ruang. Kesulitan pada penyelesaian tekanan diselesaikan dengan metode kompresibilitas tiruan. Metode beda hingga dituliskan dengan bahasa Fortran dan divisualisasikan dengan perangkat lunak Matlab. Hasil dari visualisasi menunjukkan bahwa separasi muncul karena adanya pusaran kecepatan disekitar sirip. Semakin besar angka Rayleigh dengan domain dan panjang sirip yang sama, kerapatan pepindahan panas disekitar dinding akan meningkat. Hasil menunjukkan pada angka Rayleigh 106 dan 107 telah terjadi separasi disekitar sirip. Kata kunci : konveksi alami, skema kompak, kompresibilitas tiruan, separasi. ABSTRACT Numerical simulation for natural convection in 2D cavity with single fin and multiple fins done to know the phenomenon that happened at stream function and distribution of temperature around fin in 2D cavity. This paper present numerical method for solving steady natural convection in 2D cavity. The method is based on Runge-Kutta schemes for temporal discretization and fourh-order compact finite difference schemes for spatial discretization. Difficulty related to the pressure can be overcome by using artificial compressibility method. Finite difference written by Fortran language and visualized by Matlab. Result shown that separation appear caused by vortex in the velocity vector around fin. Increasing of Rayleigh number with same fin length and domain, density of heat transfer around wall will be increase. Result show for Rayleigh number 106 and 107 have happened separation around fin. Key words : natural convection, compact schemes, artificial compressibility, separation