Drag – Lift pada Simulasi CFD
Dalam simulasi CFD (Computational Fluid Dynamics) menggunakan OpenFOAM, konsep Drag dan Lift sangat penting untuk menganalisis gaya-gaya yang bekerja pada objek dalam aliran fluida. Mari kita bahas secara mendetail:
Drag
Drag adalah gaya yang bekerja pada sebuah objek yang bergerak melalui fluida, yang bertentangan dengan arah gerak objek. Ini adalah hasil dari gesekan fluida dan tekanan yang diciptakan oleh interaksi antara objek dan fluida. Ada dua komponen utama dari drag:
Drag Gesekan (Skin Friction Drag): Dihasilkan oleh gesekan antara lapisan fluida yang sangat dekat dengan permukaan objek.
- Drag Tekanan (Pressure Drag): Dihasilkan oleh perbedaan tekanan di bagian depan dan belakang objek, biasanya dikaitkan dengan pembentukan pusaran dan wake di belakang objek.
Lift
Lift adalah gaya yang bekerja pada objek yang bergerak melalui fluida, dan arah gaya ini tegak lurus terhadap arah gerak objek. Lift biasanya dikaitkan dengan bentuk objek yang menyebabkan perbedaan tekanan di atas dan di bawah objek. Lift sering kali dihasilkan oleh sayap pesawat terbang, baling-baling, dan struktur lain yang dirancang khusus.
Perhitungan Drag dan Lift di OpenFOAM
Drag Force Calculation:
- Formula: Drag Fd dapat dihitung dengan integral tekanan dan gesekan sepanjang permukaan objek:
- di mana p adalah tekanan, τ adalah tegangan geser, dan n adalah vektor normal permukaan.
Lift Force Calculation:
- Formula: Lift Fl dihitung dengan cara yang mirip dengan drag, namun gaya ini tegak lurus terhadap arah gerak:
dengan vektor normal n\mathbf{n} dipilih sehingga arah gaya lift sesuai dengan orientasi objek.
