Bismillahirrahmanirrahim. Assalamu’alaykum Warahmatullahi Wabarakatuh. Selamat pagi/siang/malam Prof. DAI dan teman-teman yang sedang membaca blog saya ini.
Perkenalkan, saya Abrar Rasyad dengan NPM 2406432646 dari kelas Metode Numerik – 04. Pada kesempatan kali ini, saya ingin memaparkan progress pembelajaran C4 terkait eksekusi simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan perangkat lunak CFDSOF, serta membedah maknanya menggunakan lensa framework DAI5.
Intention & Deep Awareness of I
Niat awal saya dalam menjalankan simulasi ini adalah untuk memahami bagaimana fenomena aliran fluida yang kasat mata dapat dimodelkan secara matematis. Melalui tahap Deep Awareness of I, saya menyadari bahwa visualisasi CFD bukanlah sekadar gambar berwarna-warni, melainkan representasi dari hukum kekekalan massa dan momentum (Persamaan Navier-Stokes). Sebagai calon engineer perkapalan, pemahaman ini krusial karena setiap pusaran air atau gradien tekanan di lautan akan berdampak langsung pada efisiensi kapal, konsumsi bahan bakar, dan jejak emisi karbon yang dihasilkan.
Initial Thinking & Proses Simulasi (Lid-Driven Cavity)
Simulasi difokuskan pada model aliran dalam ruang tertutup (Lid-Driven Cavity). Pemikiran awal saya berangkat dari bagaimana viskositas fluida berinteraksi dengan kondisi batas (boundary condition). Pada model ini, dinding bagian atas disimulasikan bergerak dengan kecepatan tertentu, menyeret fluida di bawahnya dan menciptakan sirkulasi di dalam domain. Proses diskritisasi (meshing) dilakukan untuk membagi fluida menjadi elemen-elemen kecil yang kemudian dihitung secara iteratif oleh komputer.
Analisis Hasil Simulasi & Intepretasi Keteknikan
Dari hasil simulasi yang telah dieksekusi, terdapat tiga parameter visual utama yang menjadi bahan evaluasi:
- Konvergensi dan Stabilitas (Grafik Residu) Dari grafik residu dinormalisasi, terlihat bahwa kurva error menukik turun secara konsisten. Meskipun batas maksimal iterasi diatur pada angka 500, simulasi secara otomatis berhenti dan mencapai konvergensi pada iterasi ke-181. Hal ini membuktikan bahwa metode numerik yang digunakan sangat efisien dan solusi persamaan telah mencapai titik keseimbangan (steady-state) yang stabil sebelum batas maksimalnya habis.
- Pembentukan Vortex (Vektor Kecepatan) Visualisasi vektor kecepatan memperlihatkan perpindahan energi kinetik yang membentuk pusaran utama (primary vortex) di tengah domain. Warna merah-oranye menunjukkan area dengan kecepatan tertinggi akibat seretan dinding atas. Dalam dunia teknik perkapalan, memetakan vortex ini sangat vital karena fenomena serupa sering terjadi di area wake (aliran ikutan) di buritan lambung kapal, yang menjadi penyumbang terbesar hilangnya energi (energy loss) dan peningkatan hambatan (drag).
- Distribusi Tekanan dan Risiko Kavitasi (Kontur Tekanan Statik) Peta kontur tekanan memvalidasi hukum Bernoulli secara visual. Titik stagnasi di sudut kanan atas memunculkan zona tekanan tinggi (warna merah) akibat fluida yang menabrak dinding. Sebaliknya, tepat di mata pusaran (vortex), terbentuk zona tekanan terendah atau negatif (warna biru tua). Secara aplikatif, area bertekanan sangat rendah inilah yang memicu fenomena kavitasi pada propeler kapal, yang berpotensi menggerus material logam baling-baling akibat pecahnya gelembung udara.
Kesimpulan
Simulasi CFDSOF ini membuktikan bahwa metode numerik mampu menjadi “laboratorium virtual” yang sangat kuat. Melalui pendekatan DAI5, saya belajar bahwa hasil numerik harus selalu divalidasi dan dihubungkan dengan realitas engineering. Analisis hidrodinamika yang baik akan menghasilkan desain kapal yang tidak hanya efisien secara performa, tetapi juga etis terhadap kelestarian lingkungan maritim.
Link Video Simulasi: VIDEO SIMULASI CSDOF – ABRAR
Demikian progress C4 yang dapat saya sampaikan. Terima kasih atas bimbingan Prof. DAI. Wassalamu’alaykum Warahmatullahi Wabarakatuh.
