laporan rosyid asrori 10050091 naca 4421

MekanikaFluida - 2013 TeknikPenerbangan STT Adisutjipto

ANALISA CONTOUR TEKANAN, KECEPATAN, DENSITY DAN

TEMPERATUR

AIRFOIL NACA 4421 DENGAN SOFTWARE FLUENT

Nama Penulis:ROSYID ASRORI (NIM) : 10050091 e-mail : [email protected] Jurusan : Teknik Penerbangan STT Adisutjipto

Dosen : Basir,ST.,M.Eng.,M.Sc

Abstrakt.airfoil 4421 adalah salah satu jenis airfoil yang digunakan pada Bell Aircraft, itu memiliki tata letak yang

inovatif, dengan mesin dipasang di badan pesawat tengah, di belakang pilot, dan mengemudi baling-baling traktor

melalui poros panjang. Itu juga tempur pertama dilengkapi dengan undercarriage roda tiga.

Setelah di analisa,sudut serang terbaik adalah pada saat 10 derajat dimana tekanan pada uppersurface adalah

maksimum dan tekanan pada lowersurface pada angka minimum.

Kata kunci: Airfoil, fluent, gambit,bernoulli,angle of attack

1. PENDAHULUAN

Airfoil 4421 adalah airfoil yang berasal dari Negara Amerika dan Bell P-39 Airacobra banyak digunakan pada

Pesawat terbang buatan unisoviet, yang mencetak angka tertinggi individu membunuh dikaitkan dengan setiap jenis

tempur AS. Pengguna utama lainnya dari jenis yang termasuk Free French, Royal Air Force, United States Army Air

Forces, dan Co-Belligerent Angkatan Udara Italia.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Airfoil adalah salah satu bentuk bodi aerodinamika sederhana yang berguna untuk dapat memberikan gaya

angkat tertentu terhadap suatu bodi lainnya dan dengan bantuan penyelesaian matematis sangat memungkinkan untuk

memprediksi berapa besarnya gaya angkat yang dihasilkan oleh suatu bodi airfoil. Geometri airfoil memiliki pengaruh

besar terhadap karakteristik aerodinamika dengan parameter penting berupa CL, dan kemudian akan terkait dengan lift

(gaya angkat yang dihasilkan) (Mulyadi, 2010).

Hingga sekitar Perang Dunia II, airfoil yang banyak digunakan adalah hasil riset Gottingen. Selama periode ini banyak

pengajuan airfoil dilakukan diberbagai negara, namun hasil riset NACA lah yang paling terkemuka. Pengujian yang

dilakukan NACA lebih sistematik dengan membagi pengaruh efek kelengkungan dan distribusi ketebalan atau thickness

serta pengujiannya dilakukan pada bilangan Reynold yang lebih tinggi dibanding yang lain. Hal ini sering dirangkum

oleh beberapa parameter seperti: ketebalan maksimum, maksimum bentuk melengkung, posisi max ketebalan, posisi

maks bentuk melengkung, dan hidung jari-jari. Seperti terlihat pada gambar 1 suatu airfoil terdiri dari (Mulyadi, 2010):

- Permukaan atas (Upper Surface)

- Permukaan bawah (Lowerer Surface)

- Mean camber line adalah tempat kedudukan titik-titik antara permukaan atas dan bawahairfoil yang diukur

tegak lurus terhadap mean camber line itu sendiri.

- Leading edge adalah titik paling depan pada mean camber line, biasanya berbentuk lingkaran dengan jari-

jari mendekati 0,02 c.

- Trailing edge adalah titik paling belakang pada mean camber line

- Camber adalah jarak maksimum antara mean camber line dan garis chord yang diukur tegak lurus terhadap

garis chord.

- Ketebalan (thickness) adalah jarak antara permukaan atas dan permukaan bawah yang diukur tegak lurus

terhadap garis chord.

3. PEMBAHASAN

Pada analisis airfoil 4421,menggunakan beberapa parameter-parameter yang digunakan antara lain :

a. Airfoil 4421 dengan ketebalan 4 % dari panjang chamber.

b. Kecepatan pengujian disimulasikan pada daerah sealevel dengan kecepatan 68 m/s

c. Disimulasikan pada tiga variasi keadaan yang berbeda yaitu pada saat AOA 0 º, 10º ,dan 15º .

d. Pada analisis ini digunakan 3 software CFD dan 1 software pendukung,yaitu ANSYS Fluent 6.2 , Gambit,

Exceed dan software Javafoil untuk mendapatkan koordinat airfoil.

e. Iterasi dilakukan sampai 400.

1. Airfoil pada sudut serang 0 derajat

Pada sudut serang nol derajat,tekanan yang terdapat pada lower surface lebih tinggi daripada

uppersurface,namun tekanan yang dihasilkan belum maksimal. Untuk kecepatan,pada sepanjang


uppersurface terjadi distribusi kecepatan yang merata. Untuk kerapatan,pada bagian lower surface

kerapatannya lebih besar dibandingkan bagian uppersurface.


Pada Sudut serang 10 derajat,tekanan yang terdapat pada upper surface mencapai titik maksimal. Untuk

kecepatan,bagian upper surface lebih besar dari pada lower surface. Untuk kerapatan,bagian upper surface

juga mencapai maksimal pada AOA ini. Pada AOA ini tidak ditemukan buritan/turbulensi.


Pada sudut serang 15 derajat,tekanan yang terdapat pada lower surface lebih besar daripada uppersurface.

Untuk kecepatannya,bervariasi pada setiap titik,hal ini menandakan terjadi turbulensi pada AOA ini.

3.1. Mathematical equations

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa jumlah dari tekanan (ρ), energy kinetic persatuan volum (½ρν2), dan

energy potensial per satuan volum (ρgh) memiliki nilai yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus.

Hukum Bernoulli menjelaskan tentang konsep dasar aliran fluida (zat cair dan gas) bahwa peningkatan

kecepatan pada suatu aliran zat cair atau gas, akan mengakibatkan penurunan tekanan pada zat cair atau gas tersebut.

Artinya, akan terdapat penurunan energy potensial pada aliran fluida tersebut. Konsep dasar ini berlaku pada fluida

aliran termampatkan (compressible flow), juga pada fluida dengan aliran tak-termampatkan (incompressible-flow).

Hukum Bernoulli sebetulnya dapat dikatakan sebagai bentuk khusus dari konsep dalam mekanika fluida secara umum,

yang dikenal dalam persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida yang

tertutup, banyaknya energy suatu fluida di suatu titik sama dengan banyaknya energy di titik lain.


3.2. Figures and tables

GAMBAR HASIL ANALISA CONTOUR

TEKANAN,KECEPATAN DAN KERAPATAN UDARA PADA AIRFOIL

A. Airfoil pada sudut serang 0 derajat

Contour Tekanan

Contour Kecepatan


Contour Kerapatan Udara

Contour Temperatur


B. Airfoil pada sudut serang 10 derajat

Contour Tekanan

Contour Kecepatan



Contour Temperatur


C. Airfoil pada sudut serang 15 derajat

Contour Tekanan

Contour Kecepatan



Contour Temperatur

4. KESIMPULAN

Dari analisa ini dapat ditarik kesimpulan bahwa :

a. Sudut serang terbaik adalah pada saat AOA 10 derajat.

b. Keuntungan dari bentuk airfoil 4421 adalah memiliki sisi lengkung yang lebih besar pada bagian upper s

urface. hal ini menyebabkan tekanan uppersurface dekat leading edge dan trailing edge bernilai lebih besar

daripada dibagian tengah..

c. Karena data aerodinamika pesawat Bell bersifat rahasia,tetapi berdasarkan hasil analisa airfoil 4421 yang

sebagian besar dipakai pada pesawat tersebut,maka dapat diambil sebuah asumsi bahwa bentuk lengkung pada

bagian belakang uppersurface yang membuat pesawat tersebut mampu bermacnuver dengan sudut serang

hampir 90 derajat.

5. DAFTAR PUSTAKA

http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=naca4421-il

http://id.wikipedia.org/wiki/Bell_P-39_Airacobra

laporan rosyid asrori 10050091 naca 4421

Documents