SIMULASI PENGARUH ANGLE OF ATTACK TERHADAP LIFT COEFFICIENT PADA MULTI-ELEMENT AIRFOIL EPPLER E423 DENGAN ANSYS FLUENT

MUHAMAD LUTHFY K, Fauzun, S.T., M.T., Ph.D

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Bidang keilmuan aerodinamika masih sangat luas untuk dikembangkan. Sehingga, penggunaan perangkat aerodinamika menarik perhatian banyak engineer terutama dalam ajang perlombaan kendaraan berkecepatan tinggi, untuk dikembangkan lebih lanjut. Salah satunya adalah perlombaan Student Formula Japan â�� Monozukuri Design Competition. Pengaruh perangkat aerodinamika ini akan menghasilkan gaya tekan ke bawah atau disebut juga dengan downforce, dimana gaya tersebut sangat dipengaruhi oleh nilai CL (lift coefficient). Permasalahan yang dihadapai dalam mendesain perangkat aerodinamika adalah mengetahui besar nilai angle of attack (sudut serang) yang akan diterapkan pada airfoil sebelum mencapai titik kritis, dimana nilai CL akan akan terus menurun pada derajat tertentu dikarenakan fenomena stall. Semakin besar gaya angkat yang dihasilkan, akan menghasilkan dragforce atau nilai CD (drag coefficient) yang besar. Oleh karena itu, perlu adanya ekperimental desain dengan menggunakan multi-element untuk mereduksi nilai CD tetapi tetap menjaga besar nilai CL. Penelitian yang dilakukan kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh angle of attack terhadap nilai lift coefficient dan penerapan penggunaan multi-element pada airfoil Eppler E423. Pada penelitian ini dilakukan peninjauan terhadap beberapa variasi model multi-element airfoil yang akan dibandingkan dengan nilai pada airfoil tunggal Eppler E423 yaitu; One slot inverted airfoil Eppler E423 (two-elements), two slots inverted airfoil Eppler E423 (three-elements), two slots inverted airfoil Eppler E423 (three-elements) dengan penambahan flap, dan ekperimental two slots inverted airfoil Eppler E423 (four-elements) dengan penambahan flap dan slat. Properties dari fluida yang digunakan disesuaikan dengan iklim dan cuaca di kota Shizuoka, Jepang pada bulan September. Hasil dari penelitian yang dilakukan ini adalah semakin besar nilai angle of attack semakin tinggi nilai CL yang dihasilkan, dan semakin besar nilai C�¬D. Penambahan element pada airfoil dengan chord line yang sama terbukti mampu menaikkan range dari angle of attack, nilai CL, dan mereduksi CD secara signifikan. Dengan membandingkan nilai CL terhadap nilai CD maka didapatkan model airfoil yang ideal untuk menghasilkan downforce yang besar nilai dragforce yang relatif kecil.

Scientific field of aerodynamics is still very broadly open for development. Thus, the use of aerodynamic devices attract the attention of many engineers, especially in high-speed race car event, to be developed further. One of them is the Formula Student Japan - Monozukuri Design Competition. The influence of these aerodynamic devices will generate a compressive force to the bottom of the vehicle or also called downforce, where style is highly influenced by the value of CL (coefficient of lift). The problems in designing the aerodynamic devices are knowing the great value of the angle of attack to be applied to the airfoil before it reaches a critical point, the value of CL would continue to decline to a certain degree due to the phenomenon of stall. The greater the lift force is generated, it will produce great dragforce or CD value (coefficient of drag). Therefore, there is a need for experimental designs using multi-element to reduce the value of the CD but still maintain great value CL. Research carried out this time aimed to determine the effect of angle of attack against the value of the lift coefficient and the application of the use of multi-element airfoil Eppler E423. In this study, a review of several variations of the multi-element airfoil is conducted, which will be compared with those in the single airfoil, namely Eppler E423; one slot inverted airfoil Eppler E423 (two-elements), two slots inverted airfoil Eppler E423 (three-elements), two slots inverted airfoil Eppler E423 (three-elements) with the addition of the flap, and an experimental two slots inverted airfoil Eppler E423 (four- elements) with the addition of the flap and slat. Properties of the fluid used is adapted to the climate and the weather in the city of Shizuoka, Japan in September. The results of the research conducted is greater angle of attack and higher value of CL and CD. The addition of the airfoil element with the same chord line is proven to increase the range of the angle of attack, the value of CL, and significantly reduce CD. By comparing the value of CL on the CD, ideal airfoil models can be obtained to generate large downforce, and relatively less dragforce.

Kata Kunci : Simulasi, ANSYS Fluent, airfoil Eppler E423, penggunaan multi-element pada airfoil, lift coefficient, drag coefficient, downforce, dragforce.