Ketidakstabilan Gaya dan Interaksi Fluida-Struktur pada Turbin Sumbu Vertikal untuk Pembangkit Energi Arus Laut
Abstract: Struktur dalam
sebuah aliran fluida pada umumnya akan menimbulkan fluktuasi pada
komponen-komponennya. Fluktuasi ini disebut sebagai osilasi yang disebabkan
oleh fluida (flow-induced oscilation) dan menjadi aspek penting dalam lingkup
aliran yang menyebabkan terjadinya mode-mode eksitasi alami (naturalexcitation
modes). Adanya feedback loop dalam interaksi fluida-struktur yang sangat tidak
linier dan dalam keadaan yang tertentu, maka hal ini dapat mendominasi gerakan
dalam sistem interaksi fluida-struktur. Hal ini juga terjadi pada pembangkitan
energi dari sumber energi terbarukan arus laut. Dengan adanya beban
hidrodinamik laut yang berfluktuasi, sehingga dapat menyebabkan kerusakan
struktur karena getaran yang diakibatkan oleh turbin yang bekerja terus-menerus
di dalam fluida laut. Makalah ini menganalisis ketidakstabilan gaya yang
bekerja pada turbin yang bekerja di dalam sebuah fluida laut yang bergerak
dinamis. Aspek interaksi antara fluida dan struktur dibahas dalam kondisi
turbin yang berotasi penuh beserta dinamika perubahan gayanya. Penelitian
dilakukan secara simulasi numerik dengan data rpm yang telah didapatkan dari
pengujian model sebelumnya. Simulasi dilakukan dengan menggunakan foil jenis
NACA 0018 tanpa puntiran (twist). Hasil simulasi mengindikasikan adanya
fluktuasi gaya yang harmonik selama turbin berotasi penuh 360 derajat terdapat
fenomena munculnya dua pola fluktuasi dari resultan gaya yang dihasilkan.
Perbandingan nilai Koefisien gaya seret (Cd) dan Koefisien gaya angkat (Angkat)
dilakukan pada sudut serang 0-90 derajat dan memberikan nilai kesalahan
maksimum 6% untuk Cl dan 7% untuk Cd. Dinamika perubahan gaya disimulasikan
dalam interval 5 derajat dan menggunakan variasi kecepatan upstream dengan
nilai 1 m/s, 2 m/s, dan 3 m/s.
Penulis: Ridho Hantoro,
I.K.A.P. Utama, Erwandi Erwandi, Aries Sulisetyono
Kode Jurnal: jptmesindd090049
