PENGEMBANGAN PROGRAM PERHITUNGAN DINAMIKA FLUIDA 2D KOORDINAT ORTHOGONAL

PENGEMBANGAN PROGRAM PERHITUNGAN DINAMIKA FLUIDA 2D
KOORDINAT ORTHOGONAL. Perhitungan dinamika fluida numerik merupakan salah satu
alat penting dalam keselamatan nuklir. Telah dikembangkan suatu program perhitungan
dinamika fluida 2D koordinat orthogonal. Program tersebut merupakan implementasi dari
persamaan kekekalan massa, momentum dan enerji yang juga dikenal dengan nama persamaan
Navier-Stokes. Persamaan Navier-Stokes tersebut diturunkan secara analitis untuk koordinat
orthogonal dalam 3 dimensi untuk aliran laminar menggunakan pendekatan Boussinesq.
Pemrograman perhitungan dinamika fluida menggunakan bahasa pemerograman Fortran-90.
Metoda numerik yang dipergunakan adalah metoda beda-hingga pada grid bertumpuk
(staggered grid) dengan skema diskretisasi forward in time and central in space (FTCS). Skema
numerik FTCS tersebut menerapkan metoda Donor Cell untuk suku persamaan tak-linear.
Penyelesaian persamaan Navier-Stokes mempergunakan metoda numerik semi-implisit, yaitu
eksplisit pada perhitungan besaran vektoral fluida, akan tetapi implisit pada perhitungan tekanan
fluida. Semua diskretisasi ruang merupakan diskretisasi orde 2 akan tetapi untuk diskretisasi
waktu hanya mempergunakan diskretisasi orde 1. Perhitungan persamaan Poisson untuk tekanan
fluida mempergunakan metoda iterasi Successive Over Relaxation (SOR). Lebih lanjut,
program tersebut menerapkan metoda Marker and Cell (MAC) untuk perhitungan fluida dengan
permukaan terbuka. Uji perhitungan telah dilakukan uji perhitungan pada kondisi terbatas
menggunakan program hasil pengembangan ini. Untuk dapat mengetahui hasil perhitungan,
diperlukan program visualisasi tambahan yang dapat menampilkan hasil perhitungan pada
daerah integrasi. Program pehitungan dinamika fluida yang dikembangkan telah memberikan
hasil-hasil awal yang memuaskan.
Kata kunci: Navier-Stokes, Perhitungan Dinamika Fluida, Boussinesq, Marker and Cell.