Permodelan Numerik Aliran pada Pelimpah Bertangga Menggunakan Program OpenFOAM

Afkarina Izzati, Umboro Lasminto, Satria Damar Negara

Abstract


Aliran pada pelimpah berkemiringan tinggi memiliki kecepatan dan energi aliran yang besar. Sehingga berpotensi menimbulkan kavitasi dan gerusan dasar sungai. Stepped spillway merupakan alternatif meminimalisir bahaya tersebut. Dewasa ini, permodelan eksperimen maupun numerik dengan berbagai geometri tangga telah dikembangkan. Model numerik memiliki kelebihan dari segi waktu, dan biaya penelitian. OpenFOAM dipilih karena merupakan program open source yang dapat memodelkan kasus multiphase. Data yang dibutuhkan yaitu data penelitian eksperimen sebelumnya berupa data tangga, pelimpah, debit, kecepatan, dan elevasi muka air. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa model numerik, sensitivitas model, dan besar peredaman energi. Hasil penelitian menyatakan bahwa model numerik OpenFOAM memiliki performa baik. Rentang nilai RMSE profil muka air antara 0,006–0,013, kecepatan aliran antara 0,086–0,217, dan peredaman energi antara 0,036–0,103. Ukuran mesh merupakan parameter paling berpengaruh terhadap hasil model. Aliran pada pelimpah bertangga hasil model numerik dengan rasio debit dc/h=1,50 – dc/h=0,90 menghasilkan peredaman energi antara 51% – 68%.

Keywords


pelimpah bertangga, peredaman energi, permodelan numerik OpenFOAM, performa model

Full Text:

PDF

References


O. F. Patty, Tenaga Air. Jakarta: Erlangga, 1995.

H. Chanson, “Stepped spillway flows and air entrainment,” Can. J. Civ. Eng., vol. 20, no. 3, pp. 422–435, 1993.

G. P. Otto, “Enhancement of Dissipation Energy on Stepped Spillway.” Tshwane: Tshwane University of Technology, 2006.

H. Felder, S., & Chanson, “Aeration, flow instabilities, and residual energy on pooled stepped spillways of embankment dams,” J. Irrig. Drain. Eng., vol. 139, no. 10, pp. 880–887, 2013.

H. Zhang, G., & Chanson, “Hydraulics of the developing flow region of stepped cascades: an experimental investigation,” 2015.

D. N. Krisnayanti, D. S., Dermawan, V., Solichin, M., Suhardjono, S., & Khaerudin, “Bendung Bertangga sebagai Alternatif pada Perencanaan Bangunan Irigasi,” J. Irig., vol. 11, no. 2, pp. 91–102, 2017.

A. (2019) Ashoor, A., & Riazi, “Stepped spillways and energy dissipation: a non-uniform step length approach,” Appl. Sci., vol. 9, no. 23, p. 5071, 2019.

S. Morovati, K., Eghbalzadeh, A., & Soori, “Numerical Study of Energy Dissipation of Pooled Stepped Spillways,” Civ. Eng. J., vol. 2, no. 5, pp. 208–220, 2016.

E. V. N. Chow, V. T., & Rosalina, “Hidrolika Saluran Terbuka. Erlangga.” Jakarta, hal, 1989.

Anggrahini, Hidraulika Saluran Terbuka. Surabaya: Citra Media, 1997.

C. T. Shaw, “Using Computational Fluid Dynamics Prentice Hall,” Washington, p. 315, 1992.

B. D. Hirt, C. W., & Nichols, “Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries,” J. Comput. Phys., vol. 39, no. 1, pp. 201–225, 1981.

H. Jasak, “Error analysis and estimation for the finite volume method with applications to fluid flows.,” 1996.

J. C. Greenshields, “User Guide Version 8.” OpenFOAM, Inggris, 2020.




DOI: http://dx.doi.org/10.12962/j2579-891X.v19i2.8658

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Jumlah Kunjungan:Web Analytics

Creative Commons License
Jurnal Aplikasi Teknik Sipil by Pusat Publikasi Ilmiah LPPM Institut Teknologi Sepuluh Nopember is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License

Based on work at https://iptek.its.ac.id/index.php/jats