Analisis Hidrolika pada Uji Model Pelimpah Bendungan Warsamson Papua Barat dengan Pendekatan Perangkat Lunak Autodesk Computational Fluid Dynamics (CFD).

Arsal, Muhammad Aulia and Ir. Suwanto Marsudi, MS., and Ir. Anggara Wiyono Wit Saputra, ST., M.Tech., Ph.D., IPM, (2023) Analisis Hidrolika pada Uji Model Pelimpah Bendungan Warsamson Papua Barat dengan Pendekatan Perangkat Lunak Autodesk Computational Fluid Dynamics (CFD). Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kabupaten Warsamson Provinsi Papua Barat telah lah lama menghadapi permasalahan dalam pengelolaan sumber daya air, seperti kekeringan massal dan banjir di setiap tahunnya. Sebagai upaya penanggulangan dari masalah tersebut, direncanakanlah Bendungan Warsamson oleh Badan Wilayah Sungai Papua Barat untuk mengurangi potensi banjir. Selain itu, Bendungan Warsamson juga ditargetkan sebagai waduk penampung air untuk penyediaan air baku irigasi. Perilaku aliran merupakan faktor penting untuk diketahui pada suatu bangunan air. Maka perlu adanya uji model hidrolika untuk mengetahui kondisi aliran yang dapat memengaruhi bangunan tersebut sehingga aman secara hidraulika. Namun pada saat ini terdapat pendekatan numerik melalui Computational Fluid Dynamics (CFD) yang dinilai mampu memprediksi perilaku hidraulik secara efisien. Dalam pemodelan numerik diperlukan aspek pendukung yaitu data teknis bangunan dan debit banjir rancangan Q100th, Q1000th, dan QPMF. Hasil dari pemodelan numerik dilakukan perbandingan antara perhitungan hidrolika secara teoritis, pengukuran uji model fisik dan uji model tiga dimensi dengan pendekatan perangkat lunak Autodesk CFD. Perbandingan dilakukan pada nilai tinggi muka air, kecepatan aliran dan tekanan hidrostatis, dari nilai tersebut dilakukan perhitungan kondisi aliran, aliran getar dan kavitasi sebagai pemenuhan syarat baik tidaknya bangunan yang ditinjau secara hidrolika. Verifikasi dilakukan menggunaan metode Brier-Skill Score (BSS) dan perhitungan kesalahan relatif dengan pembagian klasifikasi yang merepresentasikan kelayakan pemodelan numerik terhadap perhitungan teoritis. Hasil perhitungan teoritis menunjukkan kondisi aliran sesuai secara kaidah hidrolika dengan tidak adanya aliran getar dan kavitasi. Pada pemodelan numerik dan uji model fisik menggunakan Autodesk CFD terdapat ketinggian muka air yang melebihi tinggi jagaan pada QPMF, kondisi tersebut dapat diperngaruhi oleh beberapa faktor diantaranya jumlah mesh yang digunakan, data-data hasil interpolasi dari model numerik, kondisi backwater dan beberapa factor lain. Hasil verifikasi menjukkan bahwa pada tinggi muka air memiliki klasifikasi BSS pada Q100th dan Q1000th adalah excellent, sementara itu pada QPMF didapatkan klasifikasi good. Sedangkan pada kecepatan aliran memiliki klasifikasi BSS excellent. Jadi, dapat diambil kesimpulan bahwa model numerik cukup mampu untuk merepresentasikan perhitungan teoritis.

English Abstract

Warsamson District of West Papua Province has long faced problems in water resources management, such as mass droughts and floods every year. As an effort to overcome these problems, the Warsamson Dam is planned by the West Papua River Basin Agency to reduce the potential for flooding. In addition, Warsamson Dam is also targeted as a water storage reservoir for irrigation raw water supply. Flow behavior is an important factor to know in a water structure. So it is necessary to test the hydraulics model to determine the flow conditions that can affect the building so that it is hydraulically safe. However, there is currently a numerical approach through Computational Fluid Dynamics (CFD) that is considered capable of efficiently predicting hydraulic behavior. In numerical modeling, supporting aspects are required, namely building technical data and design flood discharge Q100th, Q1000th, and QPMF. The results of numerical modeling are compared between theoretical hydraulics calculations, physical model test measurements and three-dimensional model tests with the Autodesk CFD software approach. Comparisons were made on the values of water level, flow velocity and hydrostatic pressure, from which the calculation of flow conditions, vibrating flow and cavitation was carried out to fulfill the requirements of whether the building under review was hydraulically sound. Verification was carried out using the Brier-Skill Score (BSS) method and relative error calculation with a classification division that represents the feasibility of numerical modeling against theoretical calculations. The results of theoretical calculations show that the flow conditions are in accordance with the rules of hydraulics in the absence of vibration and cavitation flow. In numerical modeling and physical model tests using Autodesk CFD, there are water levels that exceed the guard height of the QPMF, these conditions can be influenced by several factors including the number of meshes used, interpolated data from numerical models, backwater conditions and several other factors. The verification results show that the water level has a BSS classification at Q100th and Q1000th is excellent, while at QPMF the classification is good. Meanwhile, the flow velocity has an excellent BSS classification. So, it can be concluded that the numerical model is capable enough to represent the theoretical calculation.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Uncontrolled Keywords:	Bendungan, Model Tiga Dimensi, Hidrolika, Autodesk Computational Fluid Dynamics, Dam, Three-dimensional model, Hydraulics, Autodesk Computational Fluid Dynamics.
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Pengairan
Depositing User:	Zainul Mustofa
Date Deposited:	10 Jan 2024 07:18
Last Modified:	10 Jan 2024 07:18
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/207491

Text (DALAM MASA EMBARGO) Muhammad Aulia Arsal.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (9MB)

Actions (login required)

View Item