Herman Sasongko

CFD Studies of the Dynamic Stall Characteristics on a Rotating Airfoil

The periodic changes of the angles of attack in time occurring in the Darrieus turbine blade result in the significant increase of unsteady characteristics, commonly referred as dynamic stall. CFD simulations using SST k-ω turbulence model with Kato-Launder correction were used to examine the physical phenomena occurring on the sectional airfoil of the blade. The blade was modeled as an airfoil rotating about its center of rotation. The CFD calculations show remarkable differences of the forces acting on the airfoil compared with the static condition due to the traveling vortices phenomena. The generation of leading edge and trailing edge vortices as the characteristics of dynamic stall was captured accurately. This provided more detailed information on the development of dynamic stall on the Darrieus turbine blade. The analysis of the stall event was obtained by considering the insertion flow occurring near the leading edge. The interactions of the travelling vortices in the upwind as well as in the downwind phases are presented in the present manuscript, providing deeper knowledge in the dynamic stall database of vertical axis wind turbines.

STUDI EKSPERIMEN DAN NUMERIK PENGARUH PENAMBAHAN VORTEX GENERATOR PADA AIRFOIL NASA LS-0417

Separasi boundary layer merupakan fenomena penting yang mempengaruhi performansi airfoil. Salah satu upaya untuk menunda atau menghilangkan separasi aliran adalah meningkatkan momentum fluida untuk melawan adverse pressure dan tegangan geser permukaan. Hal ini mengakibatkan separasi aliran akan tertunda lebih ke belakang. Upaya tersebut dapat dilakukan dengan penambahan turbulent generator pada upper surface airfoil. Vortex generator (VG) merupakan salah satu jenis turbulent generator yang dapat mempercepat transisi dari laminar boundary layer menjadi turbulent boundary layer. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jarak penempatan dan ketinggian VG terhadap perkembangan turbulent boundary layer sehingga dapat meningkatkan performansi airfoil. Penelitian ini dilakukan dengan eksperimen dan numerik pada Re = 1.41x105 dengan angle of attack 16°. Benda uji yang digunakan adalah airfoil NASA LS-0417 dengan dan tanpa VG. Variasi jarak penempatan dan ketinggian VG yaitu x/c = 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 (h) = 1 mm; 3 mm; 5 mm. Hasil yang didapatkan adalah variasi vortex generator paling optimal adalah vortex generator dengan x/c = 0.3 dan h = 1 mm dimana Nilai CL/CD mengalami kenaikan sebesar 14.337%.

Studi Eksperimen Dan Numerik Pengaruh Slat Clearance Serta Slat Angle Untuk Mengeliminasi Stall Pada Airfoil “ Studi kasus airfoil NACA 2412”

Fase take off dan landing merupakan fase yang paling kritis diantara fase – fase dalam operasi penerbangan. Pada saat take off sayap pesawat diposisikan pada angle of attack yang cukup besar, sehingga aliran udara akan melawan adverse pressure yang lebih besar sampai saat dimana aliran tidak mampu melawan adverse pressure aliran akan terseparasi. Jika terjadi separasi permanen sesaat setelah aliran melintasi leading edge di sektor upper side maka bisa mengakibatkan terjadinya stall pada pesawat. Untuk mencegah hal tersebut terjadi, dibutuhkan slat pada bagian depan sayap sebagai penuntun aliran pada leading edge untuk memasuki daerah upper side secara halus dengan akselerasi yang kuat. Penelitian ini dilakukan dengan eksperimen dan numerik. Benda uji yang digunakan adalah airfoil NACA 2412 dengan slat dan tanpa slat. Variasi slat clearance dan slat angle yaitu S/c : 0,05; 0,07; 0,09; (β): 0°, 3°, 5°. Hasil penelitian ini adalah konfigurasi B merupakan konfigurasi optimum dalam mengeliminasi stall pada angle of attack (α) 8°, sedangkan konfigurasi H merupakan konfigurasi optimum dalam mengeliminasi stall pada angle of attack (α) 16°.