Pengujian Kinerja Sirip Bionik Pada Aerofoil SG6043 Untuk Mengatasi Kelemahan Aerofoil Dalam Mengahadapi Laju Angin Kecepatan Rendah Menggunakan Simulasi Numerik

RAFLY RAYYAAN P, Ir. Kutut Suryopratomo, M.T., M.Sc; Dr. Eng. Mohammad Kholid Ridwan, S.T., M.Sc.

2022 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Energi bayu menjadi salah satu pilihan utama pembangkitan energi listrik terbarukan, namun turbin angin yang tersedia di pasar hanya cocok untuk laju angin tinggi, sedangkan laju angin rata-rata di Indonesia tergolong rendah. Salah satu solusi terhadap tantangan tersebut adalah dengan mengubah bentuk aerofoil dengan menambahkan jumlah sirip pada aerofoil. Penelitian dilakukan secara numerik untuk mendapatkan nilai CL, CD, dan L/D dari aerofoil bersirip dan bersih. Nilai CL, CD, dan L/D kemudian dibandingkan antara aerofoil bersih dan aerofoil bersirip. Konfigurasi sirip mengikuti desain oleh Hao et al. dengan domain mengacu pada penelitian Ahmed et al. Penelitian dilakukan pada bilangan Reynolds 20.000 hingga 200.000. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sirip bionik dapat mengubah karakteristik dari aerofoil SG6043 dengan meningkatkan nilai L/D maksimum dan mendatarkan puncak L/D. Aplikasi sirip bionik memiliki keterbatasan pada bilangan Reynolds lebih dari 50.000 dikarenakan perubahan nilai L/D bersifat marginal. Aplikasi sirip bionik pada bilangan Reynolds lebih dari 50.000 hanya sebatas memindahkan puncak nilai L/D sehingga terjadi pada sudut serang yang lebih besar.

Wind energy has become one of the main choices for renewable energy production. However, the common wind turbine is designed mainly for high wind speed. This design is not suitable for most of region in Indonesia as it is a low wind speed region. One of the solutions to overcome that problem is to change the shape of the aerofoil by adding a flap. This study was done numerically to obtain the CL, CD, and L/D values of both the flapped aerofoil and clean aerofoil. The values are then compared between the two aerofoil configurations. The flap configuration followed the design made by Hao et al. with the computational domain based on the domain created by Ahmed et al. This study was conducted at Reynolds number 20.000 to 200.000. The results showed that the application of a bionic flap on SG6043 aerofoil was able to change the characteristics of SG6043 aerofoil by increasing the maximum L/D values and flattening the L/D peaks. The flap application however only produces marginal improvement on maximum L/D values at Reynolds number higher than 50.000. The flap application only moved the angle-of-attack of peak L/D to a higher number.

Kata Kunci : Aerofoil SG6043, Aerodinamis, Bionik, CFD, Koefisien gaya angkat, Koefisien gaya hambat, Sirip