STUDI EKSPERIMEN ALIRAN UDARA PADA BAGIAN SAMBUNGAN ANTAR KERETA BERKECEPATAN TINGGI MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

---

• Dipublikasikan pada 21 Oktober 2024

Abstrak

Dalam pembuatan desain kereta cepat diperlukan analisis aerodinamika agar laju kereta lebih maksimal dan meminimalisir gaya hambat. Secara prinsip, setiap aliran fluida yang melintasi suatu penampang akan terhambat, baik disebabkan oleh geometri penampang itu sendiri atau oleh permukaan yang dilalui oleh fluida. Oleh sebab itu desain dari kereta cepat dibuat sebisa mungkin permukaanya tanpa celah. Akan tetapi kereta memiliki bagian sambungan yang memungkinkannya memiliki celah. Untuk mengetahui dampak dari gaya hambat laju kereta akibat adanya sambungan antar kereta diperlukan sebuah analisis aliran fluida. Salah satu metode analisa yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan simulasi Computational Fluid Dynamics. Pada kesempatan ini penulis melakukan penelitan mengenai aliran fluida di sekitar sambungan antar kereta cepat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui bagaiman aliran atau gerak fluida akibat adanya sambungan antar kereta, mengetahui distribusi tekanan dan mengetahui pengaruh adanya sambungan terhadap nilai coefficient drag. Simulasi dilakukan pada kecepatan 27.78 m/s, 36.11 m/s, 44.44 m/s, 52.78 m/s, 61.11 m/s. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa terjadi pusaran vortex pada bagian sambungan antar kereta yang memiliki kecepatan lebih rendah daripada kecepatan di sekitarnya. Munculnya vortex mengakibatkan munculnya tekanan negatif pada body kereta kedua. Tekanan negatif yang muncul mengalami penurunan setiap kenaikan kecepatan. Dengan adanya gangway akan menimbulkan secondary flow sehingga coefficient drag juga muncul pada area tersebut. Coeficient drag sambungan antar kereta berkisar pada angka 0.04 hingga 0.043. Coeficient drag paling besar berada pada kecepatan 61.11 m/s yaitu sebesar 0.043. 

Keyword: CFD, coefficient drag, kereta cepat, sambungan antar kerta, pathline, kontur tekanan, tekanan negatif