Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Perkenalkan nama saya Aqila Akhdaan Mulya, mahasiswa Teknik Mesin Universitas Indonesia dengan NPM 2306247300. Dalam blog ini, saya ingin membagikan pengalaman saya menjalankan proyek simulasi aerodinamika menggunakan STAR-CCM+, di mana saya mempelajari pengaruh vortex generator terhadap aliran fluida. Yang menarik, pendekatan yang saya gunakan bukan hanya teknis tapi juga spiritual yakni menggunakan framework DAI5 yang diperkenalkan oleh Prof. DAI.
Saya percaya bahwa ilmu pengetahuan tidak bisa dilepaskan dari nilai-nilai keislaman. Seperti disebut dalam QS. Al-Mulk ayat 3:
“Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu tidak akan melihat sesuatu yang tidak seimbang pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pengasih. Maka lihatlah sekali lagi, adakah kamu lihat sesuatu yang cacat?”
Ayat ini sangat menginspirasi saya untuk melihat keteraturan dalam simulasi aliran fluida sebagai tanda keagungan dan kesempurnaan ciptaan Allah.
1. Deep Awareness (of) I
Sebagai mahasiswa muslim, saya memulai proyek ini dengan menyadari bahwa ilmu pengetahuan adalah bagian dari tanda-tanda kebesaran Allah. Analisis fluida bukan sekadar angka dan grafik, melainkan manifestasi hukum-hukum ciptaannya yang luar biasa teratur dan logis. Saya menjadikan setiap proses perhitungan dan simulasi sebagai bagian dari zikir intelektual yang memperkuat iman.
2. Intention of the Project Activity
Niat saya dalam proyek ini bukan hanya untuk menyelesaikan tugas akademik, tetapi untuk memahami bagaimana teknologi modern seperti CFD dan FEM dapat digunakan dengan tanggung jawab moral dan spiritual. Saya ingin memperlihatkan bahwa simulasi teknik pun bisa menjadi bagian dari perjalanan spiritual jika dilandasi niat lillahi ta’ala.
3. Initial Thinking (about the Problem)
Masalah utama yang ingin dipecahkan adalah bagaimana vortex generator mempengaruhi karakteristik aliran, dan bagaimana pendekatan numerik dapat digunakan untuk mengkuantifikasi perubahan ini. Kajian juga menyentuh bagaimana pendekatan ilmiah ini dapat dikemas dalam kerangka spiritualitas dan etika melalui DAI5.
Langkah awal dimulai dengan mendefinisikan domain aliran berupa saluran atau sayap sederhana, menambahkan satu atau lebih vortex generator di permukaan, dan melakukan simulasi aliran menggunakan model turbulensi yang relevan. Masalah-masalah teknis seperti konvergensi, mesh independence, serta validasi hasil menjadi tantangan yang harus dihadapi. Secara etis, saya memastikan bahwa setiap asumsi, hasil, dan interpretasi dilakukan secara jujur, teliti, dan tidak dilebih-lebihkan.
4. Idealization
- Aliran dianggap steady-state dan inkompresibel.
- Fluida: udara standar dengan densitas 1.225 kg/mยณ dan viskositas dinamis 1.7894e-5 Paยทs.
- Domain: channel 3D berukuran 300 x 50 x 20 mm.
- Vortex generator berbentuk segitiga ditempatkan 100 mm dari inlet.
- Mesh dilakukan dengan tetrahedral + prism layer refinement di dekat dinding.
- Model turbulensi: k-ฮต standard.
5. Instruction Set
- Membuat geometri dan mesh di STAR-CCM+.
- Menentukan kondisi batas:
- Inlet: velocity 20 m/s
- Outlet: pressure outlet 0 Pa gauge
- Wall: no-slip condition
- Menjalankan solver hingga mencapai residual < 1e-5.
- Menyimpan hasil berupa:
- Kontur tekanan dan kecepatan
- Vektor aliran
- Koefisien drag (Cd)
- Membandingkan dua kondisi: dengan dan tanpa vortex generator.
Results and Discussion
Hasil simulasi menunjukkan adanya perubahan signifikan pada pola aliran dan distribusi tekanan ketika vortex generator dipasang. Aliran menjadi lebih terorganisir dan distribusi energi di dekat dinding mengalami peningkatan, yang artinya perpindahan panas menjadi lebih baik. Kecepatan maksimum aliran mencapai 20.8 m/s, dan area tekanan rendah terbentuk di belakang vortex generator sesuai harapan.
Nilai koefisien drag (Cd) berada di kisaran 2.5153e-4 dan cukup stabil di akhir iterasi, dengan total drag force sekitar 5.0306e-2 N. Visualisasi berupa kontur tekanan dan streamline menunjukkan bagaimana vortex generator bekerja menghasilkan pusaran kecil yang mempercepat aliran di dekat permukaan.
Berikut adalah beberapa hasil visualisasi simulasi yang saya dapatkan:
Secara spiritual, hasil ini bukan hanya validasi teknis. Tapi juga menjadi bentuk kontemplasi bahwa hukum fluida yang kompleks pun tunduk pada aturan Allah yang sempurna. Dalam keteraturan aliran dan turbulensi, saya melihat tanda-tanda-Nya.
Conclusion
Proyek ini menyadarkan saya bahwa belajar teknik bukan hanya soal angka atau software. Ketika kita melibatkan niat yang lurus dan kesadaran akan Allah, setiap simulasi menjadi ibadah. Vortex generator terbukti secara numerik meningkatkan efisiensi aliran dan menurunkan drag. Dengan pendekatan DAI5, saya dapat memandang proyek ini secara utuh dari aspek teknis, etis, dan spiritual.
Ke depan, saya merekomendasikan untuk mencoba variasi bentuk dan posisi vortex generator, serta eksplorasi model turbulensi lain seperti LES agar hasil lebih detail. Selain itu, pendekatan ini bisa digunakan juga untuk proyek lain di luar aerodinamika, seperti sistem pendinginan atau aliran dalam pipa.
Terima kasih telah membaca blog ini sampai akhir. Semoga pengalaman saya ini bisa menjadi inspirasi untuk teman-teman yang ingin menggabungkan keilmuan teknik dengan nilai-nilai keislaman.
Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
