Okay, mari kita aplikasikan framework DAI5 ke dalam bidang CFD dengan contoh analisis aliran fluida di sekitar sayap pesawat (wing flow analysis). Berikut adalah penerapan langkah demi langkah dari DAI5 pada masalah CFD:
Contoh Penerapan Framework DAI5 dalam Bidang CFD
1. Deep Awareness of I (Kesadaran Mendalam Diri)
- Seorang insinyir yang bekerja di bidang CFD memulai dengan menyadari bahwa ia adalah bagian dari ciptaan Sang Maha Kuasa, yang telah memberikan keahlian teknis dan ilmiah untuk memahami alam semesta ini. Ia berdoa atau berintrospeksi singkat, menyadari peran dirinya dalam mengaplikasikan pengetahuan fisika untuk mensimulasikan fenomena fluida.
2. Intention (Niat)
- Dalam CFD, niat bisa dinyalakan sebagai tujuan atau masalah yang ingin diselesaikan dengan analisis yang komprehensif dan tepat.
Contoh:
“Saya berkeinginan untuk menguji model idealisasi aliran fluida di sekitar sayap pesawat dengan tepat, efisien, dan sesuai prinsip-prinsip fisika.”
3. Initial Thinking (Pemikirannya)
- Langkah pertama dalam DAI5 adalah pemikiran awal tentang masalah tersebut.
- Ia memulai dengan mengumpulkan data ilmiah dari literatur: hukum-hukum fisika yang berlaku seperti Navier-Stokes equations, persamaan Bernoulli untuk aliran ideal.
- Menyadari bahwa di bidang CFD, model matematis digunakan untuk memodelkan fenomena kompleks ini.
4. Idealization (Idealisasi)
- Langkah ini berhubungan dengan penegasan sederhana masalah teknis tersebut agar dapat diselesaikan secara komputasional.
- Menyederhanakan model matematis untuk simulasi CFD:
- Mengabaikan efek turbulensi kompleks dan memfokuskan pada aliran laminar ideal di sekitar sayap pesawat.
- Menerapkan metode meshing yang terstruktur (structured grid) dengan grid resolution yang sesuai.
- Menyederhanakan model matematis untuk simulasi CFD:
5. Instruction Set (Instruksi Penuh)
- Langkah ini adalah bagian dari instruksi penuh dalam CFD:
- Domain: Batas domain untuk analisis aliran fluida di sekitar sayap pesawat.
# Example code in Python for a simple NACA airfoil analysis using OpenFOAM
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
def naca_airfoil(x, t=0.12):
“””Simple function to approximate the shape of a NACA 4-digit airfoil.”””
c = 1.0 # chord length (normalized)
m = 0.1 * int(str[0])
t = 0.12 # thickness fraction
h = 0.5 # maximum camber height as fraction of thickness (for NACA profiles)
naca_airfoil = np.zeros((len(x),))
for i in range(len(x)):
y_t = 5*t * ((0.2999)(x0.2) – (1.26(x3)) + (7.117x)4 – (13.08(x0.8)) + (1.946(x(-1.5)))) y_c = 5h * ((0.2999)(x0.2) – (1.26x3) + (7.117x2) –
(13.08x(0.8)) + (1.946*x(-1.5)))
y_u = … # upper surface calculation
y_l = … # lower surface calculation
return y_u, y_l
- 2. Meshing: Menerapkan mesh pada domain tersebut dengan kualitas yang baik.
mesh refinement around the wing to ensure accuracy near boundaries.
- 3. Boundary Conditions: Mengatur kondisi batas untuk simulasi CFD, seperti kecepatan inlet, tekanan outlet, dll.
- Gunakan solver CFD seperti ANSYS Fluent atau OpenFOAM dengan model ideal yang telah ditetapkan sebelumnya.
- 4. Simulation: Menjalankan simulasi numerik dan membandingkan hasilnya dengan data empiris dari tes udara sungguhan.
Dengan mengikuti instruksi ini, insinyir CFD dapat melakukan analisis aliran di sekitar sayap pesawat secara efektif sambil menyadari peran mereka sebagai bagian dari penciptaan dan pemanfaatan teknologi untuk memahami serta meningkatkan sistem transportasi udara yang lebih baik.
6. Reflection/Evaluation (Refleksi dan Evaluasi Akhir)
1. Penyederhanaan model matematis dalam idealization ini dilakukan dengan mengabaikan efek turbulensi kompleks, yang mungkin tidak sesungguhnya terjadi di alam nyata.
Kesimpulan:
Dengan penerapan framework DAI5, insinyir CFD dapat memperoleh analisis CFD yang lebih baik dan tepat guna dalam mensimulasikan fenomena fisika teknis ini.
