Rahtika, IPutuGedeSopan (2017) Flutter Similitude Terhadap Thin Flat-Plate. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Disertasi ini merupakan kompilasi dari tiga topik penelitian tentang flutter karakteristik dari thin flat-plate. Perilaku fluter dari thin flat-plate diamati dari tiga sudut pandang. Topic pertama adalah berupa investigasi terhadap free leading edge thi flat-plate sebagai sistem interaksi antara srtuktur dan fluida yang diteiliti secara numerik dan eksperimental. Untuk topik kedua, konfigurasi eksperimen yang sama dianalisa menggunakan theori similitude yang berdasarkan dimemensional analisis dan Buckinham -theorem. Selanjutnya, sebagai topik ketiga, flutter dari thin flat-plate digunakan untuk pengembangan micro-power generator. Bagian pertama dari disertasi ini melaporkan hasil investigasi numerik dan eksperimental terhadap perilaku flutter dari cantilevered free leading edge thi flat-plate dalam aliran aksial. Tiga metoda in-vacuo modal analisis menggunakan ANSYS STUDENT Modal, anlytical beam model, dan experimental modal analysis. Dalam studi ini, interaksi stuktur dan fluida secara numerik dilakukan menggunakan ANSYS STUDENT Structural Transient Analysis dan ANSYS STUDENT CFX untuk mendapatkan respon dari sistem dalam time domain. Selanjutnya investigasi ekperimental dilakukan pada wind tunnel dengan aliran laminar untuk mengamati kecepatan flutter dan karakteristik getaran dari plat. Perilaku getaran plat dipetakan dalam kecepatan udara yang dinormalisasi. Kecepatan udara ternormalisasi bisa dibagi menjadi empat zona kecepatan berdasarkan karakteristik getaran plat. Penemuan baru dari eksperimen ini adalah adanya perilaku getaran intermiten yang unik dari konfigurasi free leading edge danbelum pernah dilaporkan oleh peneliti sebelumnya. Analisa similitude terhadap thin flat-plate menunjukkan hasil eksperimen berupa kecepatan flutter dari thin flat-plate dengan free leading edge dalam aliran aksial sebagai fungsi dari geometri plat, densitas fluida dan viscositas, serta natural frequencies dari plat. Eksperimen disusun menggunakan theori similitude berdasrkan dimensional analisis dan Buckingham -Theorema. Dimensional analisis menghasilkan empat bilangan non-dimensional. Eksperimen dilakukan dengan menempatkan plat pada wind tunnel dengan aliran laminar untuk mendapatkan hubungan antara bilangan non-dimensional. Kecepatan flutter diukur dengan mengubah kecepatan aliran hingga tercapai instabilitas. Dimensional analisis memberikan peta hubungan antara flutter Reynold number sebagai fungsi dari bilangan non-dimensional baru yang dengan ini disebut bilangan interaksi struktur-fluida dari flutter, berikut ratio antara ketebalan dengan panjang dan ratio antara lebar dan x panjang sebagai faktor koreksi. Peta ini sangat berguna untuk meprediksi flutter dari thin flat-plate secara umum. Dalam investigasi ditemukan flutter Reynolds numeber sangat tinggi didaerah yang memiliki nilai flutter fluid structure and thickness-to-length ratios number, akan tetapi sangat sensitif terhadap perubahan dari kedua bilangan tersebut. Sensitivitas juga sangat tinggi pada aspect ratio yang rendah. Seiring dengan pesatnya perkembangan industri elektronika portabel telah lahir sebuah tantangan baru bagi dunia rekayasa untuk menyediakan baterai yang ringan, bisa diisi dengan cepat, dan waktu pemakaian yang cukup panjang antara pengisian. Kebutuhan baru ini telah memicu pengembangan teknologi combustor dalam skala mikro karena teknologi ini menawarkan keunggulan dari segi densitas energi yang lebih tinggi serta waktu pengisian lebih singkat dibandingkan dengan teknologi baterai teknologi elektrokimia yang ada. Berbagai teknologi micro power generator telah dikembangkan untuk melengkapi teknologi mirocombustor dalam pengkonversian energi panas menjadi energi listrik, antara lain micro gas-turbine, micro thermovoltaic, micro internal combustion engine, micro wankel engine dan lain sebagainya. Topik ketiga dalam disertasi ini menawarkan teknik baru dalam pengkonversian panas dari microcombustor menjadi energi listrik dengan teknik fluttering flat-plate. Teknik ini memiliki keunggulan dibandingkan dengan teknik yang sudah ada karena menawarkan kemudahan dalam manufaktur dan efisiensi yang lebih tinggi. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengembangan alat pengkonversian energi dari aliran fluida menjadi energi listrik. Penelitian mencakup penghitungan parameter yang optimum, serta pengujian alat dalam bentuk pengukuran power listrik yang dihasilkan dalam berbagai kecepatan aliran fluida.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/629.132 362/RAH/f/2017/061703864 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 629 Other branches of engineering > 629.1 Aerospace engineering |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Nur Cholis |
| Date Deposited: | 29 May 2017 08:30 |
| Last Modified: | 29 May 2017 08:30 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160549 |
Actions (login required)
 |
View Item |