Introduction
Popularitas Metode Volume Terhingga (FVM) dalam Dinamika Fluida Komputasional (CFD) berasal dari fleksibilitas tinggi yang ditawarkannya sebagai metode diskritisasi. Meskipun sebelumnya dikenal selama bertahun-tahun oleh metode perbedaan terhingga dan metode elemen terhingga, FVM mengambil peran yang sangat penting dalam simulasi masalah aliran fluida dan fenomena transportasi terkait sebagai hasil dari pekerjaan yang dilakukan oleh kelompok CFD di Imperial College pada awal tahun 70-an di bawah arahan Profesor Spalding, dengan kontributor seperti Patankar, Gosman, dan Runchal. FVM banyak berhutang pada fleksibilitas dan popularitasnya karena diskritisasi dilakukan langsung di ruang fisik tanpa perlu adanya transformasi antara fisik dan komputasi. Ini juga secara alami melestarikan massa, momentum, dan energi, menjadikannya sangat cocok untuk mensimulasikan masalah aliran fluida yang diatur oleh hukum konservasi. Fleksibilitasnya juga mencakup penanganan geometri kompleks dan kondisi batas, serta penyesuaian dengan berbagai jenis persamaan yang mengatur aliran, termasuk aliran dalam keadaan tetap, transien, kompresibel, dan tak kompresibel. Metode volume terhingga juga menunjukkan sifat konservasi yang sangat baik, memastikan bahwa jumlah fisik dipertahankan dengan akurat dalam domain komputasi. Atribut ini sangat penting untuk menjaga stabilitas numerik dan keakuratan dalam simulasi jangka panjang. Secara keseluruhan, popularitas Metode Volume Terhingga dalam Dinamika Fluida Komputasional dapat diatribusikan pada kekokohannya, fleksibilitasnya, sifat konservasinya, dan kecocokannya untuk berbagai masalah aliran fluida, menjadikannya landasan dalam bidang simulasi numerik untuk dinamika fluida.
Sistem koordinat merupakan bagian penting dari metode volume terhingga (FVM). Selain itu, pengadopsian susunan kolokasi membuatnya cocok untuk memecahkan aliran dalam geometri yang kompleks. Perkembangan ini telah memperluas penerapan FVM untuk mencakup berbagai aplikasi sambil tetap mempertahankan kesederhanaan formulasi matematikanya. Aspek penting lain dari FVM adalah bahwa numeriknya mencerminkan fisika dan prinsip konservasi yang dimodelkannya, seperti sifat integral dari persamaan yang diatur, dan karakteristik dari istilah yang didiskritisasi. Selanjutnya, bentuk semi-diskritisasi dari persamaan skalar umum diturunkan. Kemudian, sifat-sifat yang diperlukan dari metode diskritisasi dibahas bersama dengan beberapa prinsip panduan. Bab ini diakhiri dengan pembahasan beberapa masalah yang relevan dengan FVM. Transformasi persamaan semi-diskritisasi menjadi persamaan aljabar akan menjadi subjek dari beberapa bab selanjutnya.