Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) Wing Plat & Air Dispersion Chamber di PT. Sorini Agro Asia Corporindo (Cargill)

CFD adalah cabang ilmu dari mekanika fluida yang menggunakan analisis numerik dan data yang terstruktur untuk menganalisis dan memecahkan problematika yang melibatkan fluida. Computational Fluid Dynamics yang disingkat CFD adalah metode yang menggunakan angka, algoritma dan bantuan komputer untuk melakukan analisis perhitungannya.

Simulasi CFD melibatkan penggunaan hukum dasar mekanika, yang mengatur persamaan dinamika fluida dan pemodelan untuk merumuskan masalah fisika secara matematis. Setelah dirumuskan, sumber daya komputasi menggunakan metode numerik untuk menyelesaikan persamaan menggunakan perangkat lunak CFD untuk mendapatkan solusi perkiraan untuk sifat fisik yang terlibat.

Simulasi CFD didasarkan pada persamaan Navier-Stokes yang digunakan untuk menggambarkan suhu, tekanan, kecepatan, dan kepadatan fluida yang bergerak. Keakuratan simulasi CFD bergantung pada ketelitian model, perkiraan dan asumsi yang digunakan, validasi eksperimental, dan sumber daya komputasi yang tersedia. Penting untuk mengkarakterisasi ketidakpastian dan kesalahan dalam simulasi CFD untuk menggunakannya sebagai alat yang efektif dalam desain dan analisis.

Langkah-langkah dalam Proses Simulasi CFD

Apa pun perangkat lunak yang digunakan, semua simulasi CFD mengikuti langkah-langkah umum berikut:

• Prapemrosesan: Tahap prapemrosesan melibatkan pembuatan geometri yang diinginkan dalam 2D/3D, menyiapkan geometri untuk simulasi CFD, dan memecah domain menjadi volume/sel kecil dalam proses yang disebut meshing atau pembuatan grid. Kondisi aliran, sifat fluida, hukum fisika, kondisi awal dan batas serta variabel lainnya diterjemahkan ke dalam model dan persamaan matematika pada tahap ini.
• Penyelesaian: Di sini, perangkat lunak simulasi CFD mulai menyelesaikan persamaan diskrit secara berulang menggunakan pemecah CFD. Langkah ini memerlukan waktu atau sumber daya komputasi yang signifikan. Untuk simulasi yang kompleks, semakin banyak perusahaan yang beralih ke komputasi awan sebagai solusi hemat biaya untuk masalah ini.
• Postprocessing: Setelah penyelesaian selesai, langkah selanjutnya adalah menganalisis dan memvisualisasikan hasil simulasi secara kualitatif dan kuantitatif menggunakan laporan, monitor, plot, gambar 2D/3D dan animasi. Verifikasi dan validasi hasil juga termasuk dalam tahap ini.

Metode ini diaplikasikan pada pekerjaan Simulasi Computational Fluid Dynamic dari desain Wing Plat & Air Dispersion Chamber yang berada di PT. Sorini Agro Asia Corporindo (Cargill), Cikande, Banten.  Dimana pada simulasi CFD ini mereka telah memiliki desainnya kemudian ingin mengetahui  keefesienan dari desain yang dibuat. 

Perangkat lunak simulasi CFD digunakan dalam berbagai aplikasi Engineer setiap kali ada kebutuhan untuk memahami atau memprediksi aliran fluida dan perpindahan panas serta efek yang dihasilkannya pada desain suatu produk atau sistem. Dalam desain produk industri, simulasi CFD kini telah berkembang menjadi simulasi perilaku Multifisika dalam geometri kompleks yang memungkinkan perusahaan untuk sepenuhnya memahami dan mengoptimalkan desain produk mereka secara virtual sebelum membuat prototipe.

Industri yang banyak menggunakan simulasi CFD meliputi:

• Luar angkasa
• Otomotif
• Bahan kimia
• Produk konsumer
• Kelautan (desain kapal, sistem propulsi, desain mesin)
• Elektronik
• Energi (Nuklir, Minyak & Gas, Pembangkit Listrik)
• Jasa bangunan
• Ilmu kehidupan
• mesin turbo
• Olahraga
• Aplikasi umum lainnya yang melibatkan aliran fluida dan perpindahan panas