Berikut adalah paparan teknis CFD/FDS mengenai fenomena utama yang terjadi pada syntax simulasi Anda. Semua fenomena ini saling terhubung membentuk proses kebakaran secara fisik dan numerik di Fire Dynamics Simulator.

---

1. Burner Propane

A. Apa Itu Burner?

Pada syntax:

&SURF ID='ignition_source'
      HRRPUA=12500 /

dan:

&REAC FUEL='PROPANE'

Anda membuat:

sumber api berbahan bakar propane

---

B. Secara Fisik

Burner propane menghasilkan:

• panas
• nyala api
• gas hasil pembakaran

---

C. Reaksi Kimia

Propane terbakar:

$C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O + Heat$C3​H8​+5O2​→3CO2​+4H2​O+Heat

---

D. Dalam CFD

FDS menghitung:

• konsumsi oksigen
• pelepasan panas
• produksi soot
• temperatur gas

secara transient setiap timestep.

---

E. HRRPUA

Heat Release Rate Per Unit Area:

$\dot q”=12500\ kW/m^2$q˙​′′=12500 kW/m2

Artinya setiap meter persegi burner menghasilkan:

12.5 MW panas

Ini menjadi:

source term energi

pada persamaan CFD.

---

2. Pemanasan Material

A. Apa Yang Terjadi?

Burner memanaskan objek:

&OBST ID='Burning Material'

---

B. Mekanisme Heat Transfer

Panas berpindah melalui:

Mekanisme	Penjelasan
Konduksi	panas masuk ke material
Konveksi	gas panas menyapu permukaan
Radiasi	api memancarkan thermal radiation

---

C. Persamaan Konduksi

$\rho c_p \frac{\partial T}{\partial t}=k\nabla^2T$ρcp​∂t∂T​=k∇2T

---

D. Property Material

&MATL ID='burning_material'
      CONDUCTIVITY=0.1
      SPECIFIC_HEAT=1.0
      DENSITY=900 /

---

E. Makna Parameter

Conductivity

0.1 W/mK

Material lambat menghantarkan panas.

---

Specific Heat

1 kJ/kgK

Energi yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur.

---

Density

900 kg/m³

massa material.

---

3. Ignition Temperature

A. Apa Itu?

Pada syntax:

IGNITION_TEMPERATURE=250

artinya material mulai terbakar saat mencapai:

250°C

---

B. Secara Fisik

Sebelum ignition:

✅ material hanya panas
❌ belum terbakar

---

C. Setelah Temperatur Tercapai

Terjadi:

pyrolysis

yaitu dekomposisi material akibat panas.

---

D. Proses Pyrolysis

Material padat:

↓

menghasilkan:

• fuel vapor
• gas mudah terbakar

↓

bercampur dengan oksigen

↓

menyala.

---

E. Secara CFD

FDS mengecek:

cell temperature

setiap timestep.

Jika:

$T>T_{ignition}$T>Tignition​

maka material berubah menjadi burning surface.

---

4. Pembakaran Material

A. Setelah Ignition

Material menghasilkan panas sendiri:

HRRPUA=500

---

B. Artinya

Setelah ignition:

$\dot q”=500\ kW/m^2$q˙​′′=500 kW/m2

---

C. Fenomena Fire Growth

Api berkembang karena:

positive thermal feedback

---

D. Siklus Fire Growth

Api →

panas →

pyrolysis →

fuel vapor →

api membesar →

lebih banyak panas.

---

E. Dalam CFD

FDS menghitung:

• burning rate
• fuel consumption
• heat release
• smoke production

secara simultan.

---

5. Distribusi Temperatur

A. Apa Yang Ditampilkan?

Pada:

&SLCF QUANTITY='TEMPERATURE'

FDS menyimpan:

temperature field

---

B. Temperatur Dalam CFD

Setiap cell mesh memiliki nilai:

T(x,y,z,t)

---

C. Distribusi Thermal

Dekat api:

temperatur tinggi

Jauh dari api:

temperatur turun

---

D. Persamaan Energi

$\rho c_p \frac{\partial T}{\partial t}+\rho c_p\vec u\cdot\nabla T=\nabla\cdot(k\nabla T)+\dot q$ρcp​∂t∂T​+ρcp​u⋅∇T=∇⋅(k∇T)+q˙​

---

E. Hasil Visualisasi

Contour warna menunjukkan:

Warna	Makna
Biru	dingin
Hijau	sedang
Merah	panas

---

F. Dalam Fire CFD

Distribusi temperatur digunakan untuk:

• flashover analysis
• detector activation
• structural heating
• evacuation analysis

---

6. Velocity Plume

A. Apa Itu Plume?

Plume adalah:

kolom gas panas naik

akibat buoyancy.

---

B. Mengapa Naik?

Karena:

gas panas memiliki densitas lebih rendah.

---

C. Buoyancy Force

$F_b=\rho g \beta (T-T_\infty)$Fb​=ρgβ(T−T∞​)

---

D. Fenomena Fisik

Api memanaskan udara →

udara memuai →

densitas turun →

gas naik ke atas.

---

E. Velocity Slice

&SLCF QUANTITY='VELOCITY'

menampilkan:

• kecepatan plume
• entrainment
• vortex
• turbulence

---

F. Struktur Plume

Plume memiliki:

Zona	Penjelasan
Continuous flame	nyala utama
Intermittent zone	flame fluctuation
Thermal plume	gas panas naik

---

G. Dalam CFD

FDS menghitung velocity vector:

u,v,w

pada setiap mesh.

---

H. Persamaan Momentum

$\rho\left(\frac{\partial \vec u}{\partial t}+\vec u\cdot\nabla\vec u\right)=-\nabla p+\mu\nabla^2\vec u+\rho\vec g$ρ(∂t∂u​+u⋅∇u)=−∇p+μ∇2u+ρg​

---

7. Hubungan Antar Fenomena

Semua proses ini saling terhubung:

Tahap 1

Burner propane menyala

↓

Tahap 2

Panas berpindah ke material

↓

Tahap 3

Temperatur material naik

↓

Tahap 4

Mencapai ignition temperature

↓

Tahap 5

Pyrolysis terjadi

↓

Tahap 6

Material terbakar

↓

Tahap 7

HRR meningkat

↓

Tahap 8

Plume velocity membesar

↓

Tahap 9

Distribusi temperatur meluas

---

8. Dalam Ilmu CFD

Simulasi Anda mencakup:

Bidang CFD	Ada?
Combustion CFD	YA
Heat transfer CFD	YA
LES turbulence	YA
Reactive flow	YA
Fire dynamics	YA
Buoyancy flow	YA
Pyrolysis modeling	YA

---

9. Secara Akademik

Simulasi ini termasuk:

Transient Fire Dynamics Simulation

dan:

Pyrolysis-Induced Combustion CFD

---

10. Kesimpulan Teknis

Syntax FDS tersebut memodelkan secara numerik:

✅ burner propane sebagai sumber panas
✅ perpindahan panas ke material
✅ kenaikan temperatur material
✅ ignition akibat temperatur kritis
✅ pyrolysis dan pembakaran material
✅ distribusi temperatur transient
✅ plume velocity akibat buoyancy

menggunakan LES CFD solver milik FDS secara 3D transient fire simulation.