Optimasi Struktur Tubercle Pada Desain Airfoil Baling Kipas Untuk Meningkatkan Lift-To-Drag Ratio Menggunakan Metode Taguchi Dan Computational Fluid Dynamics (Cfd)

Abstract

Abstrak

Perancangan desain baling kipas dimodelkan melalui geometri airfoil. Geometri ini memberikan keuntungan hasil aliran yang dinilai melalui parameter performa berupa lift-to-drag ratio (LtD). LtD memiliki efek simetris terhadap peningkatan torsi, dimana torsi akan direpresentasikan melalui baling-baling kemudian menghasilkan aliran udara. Dengan peningkatan parameter performa airfoil (LtD) diharap dapat memberikan peningkatan pada hasil aliran kipas. Dalam pengembangan parameter desain, didapatkan sebuah struktur dari inspirasi sirip paus bungkuk berupa struktur tubercle yang dibentuk melalui model gelombang sinus. Struktur memiliki faktor utama berupa panjang gelombang dan amplitudo. Struktur ini secara luas diterapkan untuk memberikan peningkatan terkait kinerja airfoil. Hal ini didasarkan pada kemampuan struktur melalui sifat lift yang tinggi dan drag yang rendah. Sehingga dalam studi ini struktur digunakan untuk mengoptimalkan model desain airfoil pada bilah kipas sehingga dapat memberikan peningkatan performa yang lebih baik. Model kipas dibentuk melali computer aided design (CAD) dengan penerapan basis data airfoil dari national advisory committee for aeronautics (NACA) untuk mempermudah proses desain. Struktur tubercle ditelusuri lebih lanjut melalui Metode Taguchi dengan dilakukan simulasi melalui computational fluid dynamics (CFD), dengan desain terpilih dilakukan proses validasi. Didapatkan peningkatan 9% pada lift dan penurunan drag sebesar 36% atau 69% peningkatan pada lift-to-drag ratio, dan peningkatan aliran sebesar 8.5%.

Kata kunci: Struktur Tubercle, airfoil, lift-to-drag ratio, kipas, Metode Taguchi, computational fluid dynamics.