Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) ANALISA PEMILIHAN BENTUK VORTEX GENERATOR UNTUK SAYAP PESAWAT LSU-05 MENGGUNAKAN METODE NUMERIK (ANALYSIS OF VORTEX GENERATOR SELECTION FOR LSU-05 AIRCRAFT USING NUMERICAL METHODS) Dana Herdiana1 dan Firman Hartono2 1FTMD, Institut Teknologi Bandung, Bandung 40116, Indonesia 1,2Pusat Teknologi Penerbangan – LAPAN, Bogor 16350, Indonesia 1e-mail : dana.herdiana@lapan.go.id dan firman7738@gmail.com Diterima : 23 September 2019; Direvisi : 26 Maret; Disetujui : 4 April 2020 ABSTRAK Pada makalah ini dipresentasikan investigasi pemilihan bentuk vortex generator untuk sayap pesawat LSU-05 menggunakan metode numeric. Salah satu penyebab LSU05 mengalami ketidak gagalan/ketidak mulusan bermanuver adalah kurangnya koefisien gaya angkat maksimum. Untuk mengatasi hal tersebut maka ada beberapa solusi yang dapat mengatasi hal tersebut. Salah satunya yaitu dengan penambahan komponen pada sayap yaitu vortex generator. Metode yang digunakan untuk penelitian ini adalah metode numerik yaitu mensimulasikan penambahan vortex generator pada sayap dengan berbagai varian bentuk dan posisi pemasangan dari vortex generator menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamic). Model yang disimulasikan adalah model sayap saja dan sayap dengan vortex generator. Bentuk yang dipilih untuk vortex generator adalah rectangular, triangular, dan gothic (mod) serta posisi pasang mulai dari 15 %, 20 %, dan 25 % dari panjang chord. Dari hasil yang diperoleh bentuk triangular memiliki nilai CLmax yang lebih besar dibanding bentuk rectangular dan gothic (mod) yaitu 1.4553 dan posisi pasang yang memiliki CLmax yang lebih besar yaitu di posisi pasang 20%. Bentuk vortex generator yang cocok dipasang pada sayap pesawat LSU-05 adalah bentuk triangular di posisi pasang 20%. Kata kunci: Pesawat LSU-05, Vortex Generator, CFD, Koefisien gaya angkat maksimum. 15 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 ABSTRACT In this paper presented an investigation into the selection of a vortex generator for wing of LSU-05 aircraft using the numeric method. One of the causes of LSU-05 experiencing maneuver failure is the lack of maximum lift coefficient. To overcome this, there are several solutions that can overcome this. One of them is by adding components to the wing, namely vortex generator. The method used for this research is a numerical method that simulates the addition of vortex generators to the wings with various variants of the shape and mounting position of the vortex generator using CFD (Computational Fluid Dynamic). The simulated model is a wing only and wing model with a vortex generator. The shape chosen for the vortex generator is rectangular, triangular, and gothic (mod) and the position of pairs starts from 15%, 20%, and 25% of the length of the chord. From the results obtained for the triangular shape has a CLmax value that is greater than the rectangular and gothic (mod) shapes of 1.4553 and the position of the pairs that have a greater CLmax that is at the position of pairs of 20%. The suitable vortex generator mounted on the wing of the LSU-05 aircraft is a triangular shape at 20% tide position. Keywords : LSU-05 aircraft, Vortex Generator, CFD, Maximum Coeficient Lift. 1 PENDAHULUAN Penelitian dilakukan pada pesawat nir awak yang dikembangkan oleh LAPAN, salah satunya yaitu pesawat LSU-05. LSU-05 merupakan singkatan dari LAPAN Surveilance UAV series ke-5. LSU-05 merupakan pesawat tanpa awak generasi kelima yang dikembangkan Pusat Teknologi Penerbangan LAPAN yang berkemampuan membawa payload maksimal 30 kg. LSU-05 mempunyai misi untuk melakukan kegiatan penelitian, observasi, patroli, pengawasan perbatasan wilayah dan juga investigasi bencana alam (banjir, gunung meletus, kebakaran). (Prabowo, 2013) Dalam melakukan kegiatan penelitian diperlukan suatu pengujian untuk mendapatkan hasil yang optimal. Telah dilakukan pengujian dengan melakukan terbang perdana pesawat LSU-05 dimana berat pesawat sekitar 75 kg, panjang sayap 5,5 m, dan luas sayap 3,22 m2. Kecepatan operasi yang diperoleh yaitu sekitar 26 m/s saat kondisi cruise. Dari hasil uji terbang perdana telah dievaluasi bahwa terdapat 16 kekurangan pada saat pesawat melakukan take off dan manuver, informasi tersebut berdasarkan visual dan feeling dari pilot yang mengendalikan pesawat dengan remote control. Kekurangan yang dimaksud adalah dari segi prestasi terbang (performance) pada karakteristik aerodinamika yaitu koefisien gaya angkat. Untuk mengantisipasi hal tersebut maka ada beberapa solusi yang dapat dilakukan yaitu diantaranya dengan menambah luasan dari permukaan kendali, merubah airfoil, menambah vortex generator (VG), dan lain-lain. Dalam hal ini diambil solusi menambah vortex generator karena tidak merubah konfigurasi secara signifikan dan lebih hemat. Menurut Vasantha Kumar, Solusi menambah vortex generator dapat menghindari separasi yang terjadi pada permukaan sayap (G.Vasantha Kumar 2016). Konsep menggunakan vortex generator untuk meningkatkan prestasi terbang tentu bukan hal yang baru dan sudah ada sejak tahun 1940-an, Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) sebagian besar perusahaan pesawat mulai menguji untuk menentukan manfaat dari VG. (Raykowski, 1999) Vortex Generator adalah komponen kecil berbentuk sirip (fin) yang ditempatkan di atas permukaan sayap dan stabilizer yang bertujuan untuk memodifikasi aliran di sekitar permukaan yang menciptakan boundary layer untuk menunda terjadinya pemisahan aliran (flow separation) dan stall. (Romadhon, 2016) Metode numerik yang digunakan untuk penelitian ini adalah metode simulasi yaitu mensimulasikan model menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamic). CFD yang digunakan adalah perangkat lunak Ansys CFX. Adapun bentuk yang akan dijadikan kandidat adalah bentuk rectangular, triangular, dan gothic (mod). Ketiga bentuk tersebut dipilih karena yang lazim digunakan dalam penelitian dan mudah dalam pembuatannya. Selain pemilihan bentuk juga dilakukan penelitian dengan perbedaan posisi pemasangan vortex generator yaitu diposisi 15%, 20%, dan 25% dari panjang chord, dimana panjang chord yang diambil adalah pada bagian root dan tip chord. Panjang root chord dari sayap pesawat LSU-05 sebesar 730 mm dan tip chord sebesar 440 mm. Penelitian juga akan dilakukan dengan memvariasikan sudut serang yaitu mulai dari -8, -6, -4, 0, 4, 8, 10, 12, 13, 14, 15, 16, dan 18 serta kecepatan yang ditentukan yaitu 26 m/s pada kondisi terbang cruise dan ambient. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk memperoleh data aerodinamika khususnya koefisien gaya angkat maksimum (CLmax) yang diperoleh dari hasil simulasi perbedaan bentuk dan posisi pemasangan vortex generator dan seberapa besar efek vortex generator terhadap koefisien gaya angkat maksimum (CLmax) pada sayap pesawat LSU-05 dengan perbedaan bentuk dan posisi pemasangan vortex generator. Dari hasil penelitian, diharapkan dengan terpilihnya bentuk vortex generator dan posisi yang tepat pada sayap pesawat LSU-05 dapat meningkatkan koefisien gaya angkat maksimum pada kondisi take off maupun manuver, sehingga prestasi terbang yang diinginkan akan tercapai. Makalah ini merupakan pengembangan dari makalah sebelumnya yang ditulis oleh Awalu Ramadhon dan Dana Herdiana (Herdiana, 2017). 2 METODOLOGI Data yang diharapkan dari penelitian ini adalah data hasil simulasi berupa data karakteristik aerodinamika yaitu koefisien gaya angkat dan hambat tanpa dan dengan vortex generator. Data yang akan dijadikan sebagai input adalah data geometri dari pesawat LSU05 dan vortex generator dimana data tersebut diperoleh dari hasil perancangan. Mulai Geometri Sayap dan Vortex Generator Gambar dengan Software Cad Proses meshing Run dengan Solver ANSYS CFX Hasil Simulasi Tidak Ya Kesimpulan dan Saran Selesai Gambar 2-1: Flowchart penelitian. 17 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 Parameter simulasi dan pengujian akan dilakukan pada kondisi ambient, kecepatan 26 m/s, kondisi terbang cruise dan suhu 300 °K (26.5 °C), dengan variasi konfigurasi yaitu konfigurasi sayap saja dan sayap + vortex generator serta variasi sudut serang mulai dari -8, -6, -4, 0, 4, 8, 10, 12, 13, 14, 15, 16 dan 18. Untuk vortex generator akan dipilih tiga bentuk dengan variasi sudut pasang. Simulasi akan dilakukan menggunakan perangkat komputer. Geometri Pesawat Berikut tersebut. geometri dari Untuk geometri sayap pesawat LSU-05 dibuat tapered. Sayap ini dipasang dibagian belakang atas fuselage dimana terdapat mounting untuk mengikat sayap dengan fuselage menggunakan baut. Pada sayap juga terpasang tailboom untuk menghubungkan sayap dengan ekor horizontal dan vertical. Sayap ini juga dilengkapi dengan pengendali flap dan aileron. Berikut geometri dari sayap tersebut. pesawat Gambar 2-5: Geometri sayap (Pramutadi, 2013). Gambar 2-2: Desain Pesawat LSU-05 (Romadhon, 2016). Untuk penelitan ini, geometri sayap akan dibuat setengah dari panjang sayapnya dan tidak terdapat pengendali seperti flap dan aileron (konfigurasi clean). Tujuannya adalah untuk mempermudah dan menyederhanakan pemodelan dalam proses meshing. Tabel 2-1: GEOMETRI SAYAP PESAWAT LSU05 Parameter Gambar 2-3. Geometri bagian fuselage (Pramutadi, 2013). Gambar 2-4: Geometri ekor dan boom ekor (Pramutadi, 2013). 18 Satuan Wing Span 5500 mm Luas sayap 3261000 mm2 Root chord 730 mm Tip chord 440 mm Airfoil NACA 4415 Taper ratio 0.603 Angle of Incidence 3° Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) Dalam menentukan geometri ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan yaitu panjang, tinggi, sudut kemiringan, dan radius serta sudut pemasangan. Untuk sudut pemasangan acuan yang dipakai adalah arah angin sedangkan untuk yang lain bisa ditentukan sesuai kebutuhan (lihat gambar 2-8). Gambar 2-6: Geometri sayap untuk pemodelan Gambar 2-8: Definisi geometry VG Zhen, 2011). simulasi (SOLIDWORKS, 2015). 2.1. Geometri Vortex Generator Dalam penelitian ini jenis vortex generator yang digunakan ada 3 jenis yaitu jenis vane berbentuk rectangular (persegi panjang), triangular (segitiga), dan gothic (mod) dengan konfigurasi counter rotating. Adapun bentuk-bentuk vortex generator yang lazim digunakan adalah sebagai berikut Gambar 2-7: Bentuk-bentuk dari (Tan Kar Dalam penelitian ini diambil tiga bentuk vortex generator sebagai kandidat untuk sayap pesawat LSU-05. Berikut geometri dari ketiga bentuk vortex generator tersebut 1. Rectangular VG vortex generator (Rotorex, 2015). Gambar 2-9: Geometri VG Rectangular. 19 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 2. Triangular VG 15 % Gambar 2-12: 20 % Geometri 25 % Vortex Generator dengan varian posisi pasang. Gambar 2-10: Geometri VG Triangular. 3. Gothic (mod) VG Vortex generator ini akan terpasang di atas permukaan sayap dengan varian bentuk dan posisi pasang. Varian dari bentuk sudah dijelaskan di atas dan untuk posisi akan diambil tiga posisi pasang yaitu posisi 15 %, 20 %, dan 25 % dari panjang chord (lihat gambar 2-12). 2.2. Pemodelan Simulasi Simulasi dilakukan dengan menggunakan software Ansys CFX. Berikut tabel untuk simulasi Tabel 2-2: PEMODELAN SIMULASI Gambar 2-11: Geometri VG Gothic (mod). Perbedaan posisi pemasangan 20 Parameter Besaran Solver CFX Turbulen Models Material Density Viscosity Operation Pressure Kondisi Batas Inlet Kondisi Batas Wing Kondisi Batas Sym Shear Stress Transport Air ideal gas (udara) 1,225 kg/m3 1,7894 x 10-5 kg/m-s 1 atm = 101325 N/m2 Cartesian Velocity Components Wall Symmetry Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) Kondisi Batas Opening Kondisi Batas Outlet Kecepatan Aliran Sudut Serang (α) operating press. and dim (0) operating press. and dim (0) 26 m/s (Re = 1.27x106) -8°, -6°, -4°, 0°, 4°, 8°, 10°, 12°, 14°, 15°, 16°, dan 18° 2.3. Meshing Grid Pada proses ini geometri yang telah dibuat akan di-meshing dengan menggunakan software meshing (Ansys ICEM). Sebelum proses meshing dilakukan, buatlah kondisi batas yang akan mengidentifikasi dari tiap sisi. Gambar 2-14: Meshing grid dan statistik jumlah nodes dan elements pada sayap dan VG’s. 3 Gambar 2-13: Setup outline mesh dan kondisi batas. Selanjutnya dilakukan meshing dengan pengaturan inflation dan sizing dengan menyesuaikan dari jumlah elements dan nodes dan kemampuan resource yang ada (komputer) HASIL PEMBAHASAN 3.1. Visualisasi Aliran Untuk menampilkan visualisasi aliran udara pada permukaan sayap, penulis hanya akan mengambil sebagian dari hasil simulasi yaitu bentuk rectangular diposisi pasang 20%. Visualisasi akan menampilkan distribusi eddy viscosity dan pressure. a. Sayap tanpa vortex generator. 21 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 b. Sayap dengan vortex generator. Gambar 3-2: Distribusi permukaan sayap pressure sayap dengan dan di untuk tanpa vortex generator pada AoA 0° (ANSYS, 2015). b. Sayap dengan vortex generator. Gambar 3-1: Distribusi eddy viscosity di permukaan sayap untuk sayap dengan dan tanpa vortex generator pada AoA 0° (ANSYS, 2015). Pada gambar 3-1 menunjukkan visualisasi aliran udara untuk distribusi eddy viscosity pada sudut serang 0°. Gambar 3-1.a untuk sayap tanpa vortex generator dan gambar 3-1.b untuk sayap dengan vortex generator. Terlihat pada gambar perubahan distribusi eddy viscosity dengan adanya vortex generator, yang awalnya warna orange berubah jadi kuning. Itu menandakan adanya separasi kecil pada permukaan sayap di belakang vortex generator. Pada gambar 3-2 menunjukkan visualisasi aliran udara untuk distribusi pressure pada sudut serang 0°. Gambar 3-2.a untuk sayap tanpa vortex generator dan gambar 3-2.b untuk sayap dengan vortex generator. Distribusi pressure yang terlihat tidak terlalu berubah signifikan tetapi terlihat separasi pada sayap dengan vortex generator di daerah trailing edge. a. Sayap tanpa vortex generator. b. Sayap dengan vortex generator. a. Sayap tanpa vortex generator. Gambar 3-3: Distribusi eddy viscosity di permukaan sayap untuk sayap dengan dan tanpa vortex generator pada AoA 14° (ANSYS, 2015). Pada gambar 3-3 menunjukkan visualisasi aliran udara untuk distribusi eddy viscosity pada sudut serang 14°. Gambar 4-3.a untuk sayap tanpa vortex generator dan gambar 3-3.b untuk sayap 22 Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) dengan vortex generator. Pada sudut serang 14° terlihat distribusi eddy viscosity di bagian trailing edge sangat berbeda dimana untuk sayap saja separasi terjadi dibagian tengah sedangkan dengan adanya vortex generator hampir disetiap seksion sepanjang sayap. dengan adanya vortex generator hampir disetiap seksion sepanjang sayap. 3.2. Perbedaan Bentuk Vortex Generator Hasil simulasi untuk perbedaan bentuk vortex generator akan ditampilkan dalam bentuk kurva koefisien gaya angkat dan hambat terhadap perubahan sudut serang pada kecepatan 26 m/s dan dengan perbedaan posisi pasang. a. Sayap tanpa vortex generator. Gambar 3-7: Kurva CL terhadap sudut serang pada posisi pasang 15 % chord b. Sayap dengan vortex generator. Gambar 3-4: Distribusi pressure di permukaan sayap untuk sayap dengan generator dan tanpa pada AoA vortex 14° (ANSYS, 2015). Pada gambar 3-4 menunjukkan visualisasi aliran udara untuk distribusi pressure pada sudut serang 14°. Gambar 3-4.a untuk sayap tanpa vortex generator dan gambar 3-4.b untuk sayap dengan vortex generator. Untuk distribusi pressure juga terjadi sama dengan distribusi eddy viscosity bahwa separasi terjadi dibagian tengah sedangkan Pada gambar 3-7 terlihat perbandingan kurva CL terhadap sudut serang pada posisi pasang 15% chord, dimana kurva CL bentuk vortex generator dibandingkan dengan sayap tanpa vortex generator (clean). Untuk sayap tanpa vortex generator terlihat CLmax berada pada sudut serang 14° sedangkan untuk beda bentuk vortex generator terdapat perbedaan. Untuk bentuk triangular CLmax ada di sudut serang 16°, rectangular di 15°, dan gothic (mod) di 16°. Itu artinya dengan adanya vortex generator dapat menunda separasi sehingga sudut stall bertambah 1° sampai 2°. Dari hasil simulasi untuk posisi 15% chord ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada bentuk gothic (mod) karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi. 23 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 Tabel 3-2: PERBANDINGAN HASIL SIMULASI DENGAN BEDA BENTUK VORTEX GENERATOR PADA POSISI 15 % Clean Rect. Tri. Gothic (mod) CL0 0.5370 0.5264 0.5138 0.5309 a 14 15 16 16 CLmax 1.3749 1.3681 1.3990 1.4354 Pada gambar 3-9 terlihat perbandingan kurva CL terhadap sudut serang pada posisi pasang 20% chord, dimana kurva CL bentuk vortex generator dibandingkan dengan sayap tanpa vortex generator. Untuk sayap tanpa vortex generator terlihat CLmax berada pada sudut serang 14° sedangkan untuk beda bentuk vortex generator terdapat kesamaan yaitu CLmax ada di sudut serang 16°. Itu artinya dengan adanya vortex generator dapat menunda separasi sehingga sudut stall bertambah 2°. Dari hasil simulasi untuk posisi 20% chord ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada bentuk triangular karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi. Tabel 3-3: PERBANDINGAN HASIL SIMULASI DENGAN BEDA BENTUK VORTEX Gambar 3-8: Kurva CD terhadap GENERATOR PADA POSISI 20 %. sudut serang pada posisi pasang 15 % chord Untuk kurva CD terhadap sudut serang pada posisi 15 % dapat dilihat pada gambar 3-8. Dari gambar terlihat perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Pada sudut serang 14° dan 15° untuk beda bentuk vortex generator nilai CD cukup aneh. Itu terjadi akibat meshing pada model atau iterasi yang kurang. Gothic Clean Rect. Tri. CL0 0.5370 0.5295 0.5164 0.5324 a 14 16 16 16 CLmax 1.3749 1.4044 1.4553 1.4336 Gambar 3-10: Kurva CD (mod) terhadap sudut serang pada posisi pasang 20 % chord. Gambar 3-9: Kurva CL terhadap sudut serang pada posisi pasang 20 % chord. 24 Untuk kurva CD terhadap sudut serang pada posisi 20 % dapat dilihat pada gambar 3-10. Dari gambar terlihat Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Pada sudut serang 12° untuk bentuk vortex generator triangular nilai CD cukup aneh karena nilainya lebih besar dibanding dengan pada sudut 13°. Gambar 3-11: Kurva CL terhadap sudut serang pada posisi Gambar 3-12: Kurva CD terhadap sudut serang pada posisi pasang 25 % chord Tabel 3-4: PERBANDINGAN HASIL SIMULASI BEDA DENGAN BENTUK VORTEX GENERATOR PADA POSISI 25 %. Gothic Clean Rect. Tri. CL0 0.5370 0.5281 0.5181 0.5359 a 14 15 15 15 CLmax 1.3749 1.4186 1.4015 1.4267 (mod) pasang 25 % chord Pada gambar 3-11 terlihat perbandingan kurva CL terhadap sudut serang pada posisi pasang 25% chord, dimana kurva CL bentuk vortex generator dibandingkan dengan sayap tanpa vortex generator. Untuk sayap tanpa vortex generator terlihat CLmax berada pada sudut serang 14° sedangkan untuk beda bentuk vortex generator terdapat kesamaan yaitu CLmax ada di sudut serang 15°. Itu artinya dengan adanya vortex generator dapat menunda separasi sehingga sudut stall bertambah 1°. Dari hasil simulasi untuk posisi 25% chord ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada bentuk gothic (mod) karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi Untuk kurva CD terhadap sudut serang pada posisi 25 % dapat dilihat pada gambar 3-12. Dari gambar terlihat perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Pada posisi 25% trend dari beda bentuk vortex generator sudah sesuai dengan trend sayap saja. 3.3. Perbedaan Posisi Pasang Vortex Generator Berikut merupakan hasil kurva untuk perbedaan posisi pasang dari vortex generator. Gambar 3-13: Kurva CL terhadap sudut serang pada bentuk vortex generator triangular. 25 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 Gambar 3-13 menunjukkan kurva CL terhadap sudut serang dengan beda posisi pasang vortex generator. Untuk bentuk vortex generator triangular ini nilai CLmax terbesar berada pada posisi pasang 20% dengan sudut stall 16° dan terkecil di posisi pasang 15% dengan sudut stall 16°. Dari hasil simulasi untuk bentuk triangular ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada posisi 20% chord karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi. sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Untuk bentuk vortex generator triangular ini terdapat nilai CD yang lebih besar dari sudut serang di atasnya yaitu pada sudut 12° diposisi pasang 20% tetapi trend sudah sesuai dengan trend sayap saja. Tabel 3-5: PERBANDINGAN HASIL SIMULASI DENGAN BEDA POSISI PASANG PADA BENTUK VORTEX GENERATOR TRIANGULAR. CL0 a CLmax Clean 15% 20% 25% 0.5370 0.5138 0.5164 0.5181 14 16 16 15 1.3749 1.3990 1.4553 1.4015 Gambar 3-14: Kurva serang CD terhadap sudut pada bentuk vortex generator triangular. Dari gambar 3-14 menunjukkan kurva CD terhadap sudut serang pada posisi bentuk vortex generator triangular dengan beda posisi pasang. Seperti analisa CD sebelumnya terlihat perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari 26 Gambar 3-15: Kurva CL terhadap sudut serang pada bentuk vortex generator rectangular Gambar 3-15 menunjukkan kurva CL terhadap sudut serang dengan beda posisi pasang vortex generator. Untuk bentuk vortex generator rectangular ini nilai CLmax terbesar berada pada posisi pasang 25% dengan sudut stall 15° dan terkecil di posisi pasang 15% dengan sudut stall 15°. Dari hasil simulasi untuk bentuk rectangular ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada posisi 25% chord karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi. Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) Gambar 3-16: Kurva CD terhadap sudut serang pada bentuk vortex generator rectangular Tabel 3-6: PERBANDINGAN HASIL SIMULASI DENGAN BEDA POSISI PASANG PADA BENTUK VORTEX GENERATOR RECTANGULAR. CL0 a CLmax Clean 15% 20% 25% 0.5370 0.5264 0.5295 0.5281 14 15 16 15 1.3749 1.3681 1.4044 bentuk vortex generator triangular ini nilai CLmax terbesar berada pada posisi pasang 15% dengan sudut stall 16° dan terkecil di posisi pasang 25% dengan sudut stall 15°. Dari hasil simulasi untuk bentuk gothic (mod) ini, bahwa kondisi tebaik adalah pada posisi 15% chord karena memiliki nilai CLmax yang paling tinggi. Tabel 3-7: DENGAN BEDA POSISI PASANG PADA BENTUK VORTEX GENERATOR GOTHIC (mod). 1.4186 Dari gambar 3-16 menunjukkan kurva CD terhadap sudut serang pada posisi bentuk vortex generator rectangular dengan beda posisi pasang. Seperti analisa CD sebelumnya terlihat perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Untuk bentuk vortex generator rectangular ini trend sudah sesuai dengan trend sayap saja. PERBANDINGAN HASIL SIMULASI CL0 a CLmax Clean 15% 20% 25% 0.5370 0.5309 0.5324 0.5359 14 16 16 15 1.3749 1.4354 1.4336 1.4267 Gambar 3-18. Kurva serang CD terhadap sudut pada bentuk vortex generator gothic (mod). Gambar 3-17: Kurva CL terhadap sudut serang pada bentuk vortex generator gothic (mod). Gambar 3-17 menunjukkan kurva CL terhadap sudut serang dengan beda posisi pasang vortex generator. Untuk Dari gambar 3-18 menunjukkan kurva CD terhadap sudut serang pada posisi bentuk vortex generator gothic (mod) dengan beda posisi pasang. Seperti analisa CD sebelumnya terlihat perbandingan antara sayap saja (clean) dengan beda bentuk vortex generator cukup signifikan khususnya mulai dari sudut serang 8°, nilai CD semakin besar. Untuk bentuk vortex generator gothic (mod) ini terdapat nilai CD yang lebih besar dari sudut serang di atasnya yaitu 27 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 pada sudut 14° posisi pasang 15% tetapi trend sudah sesuai dengan trend sayap saja. 4 KESIMPULAN Dari hasil simulasi dan analisa maka dapat disimpulkan dalam beberapa hal : 1. Pemilihan beda bentuk vortex generator, bentuk triangular memiliki nilai CLmax yang lebih besar dibanding bentuk rectangular dan gothic yaitu 1.4553. 2. Pemilihan posisi pasang vortex generator, posisi pasang yang memiliki CLmax yang lebih besar yaitu di posisi pasang 20%. 3. Bentuk vortex generator yang cocok dipasang pada sayap pesawat LSU-05 adalah bentuk triangular di posisi pasang 20%. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terima kasih ditujukan kepada Bpk. Gunawan Setyo Putra dan Agus Aribowo yang telah memberi izin untuk fasilitas dalam melakukan penelitian dan teman-teman di lab aerodinamika yang telah membantu dalam proses penelitian. DAFTAR RUJUKAN aerospaceweb.org. Oktober 15, 2010. http://www.aerospaceweb.org/q uestion/aerodynamics/q0228.sht ml (accessed July 2019). ANSYS. Software Package, Ver 16.0. 2015. D.C., Potter M. and Wiggert. Fluid Mechanics . McGraw-Hill (USA), 2008. F.R., Menter. "Review of The Shear-Stress Transport Turbulence Model Experience From A Industrial Perspective." Int. J. of Comp. Fluid Dynamics 277–303 (2009): 23(14). 28 F.R., Menter. "Zonal Two Equation kTurbulence Model For Aerodynamic Flows." AIAA Journal 93-2906 (1993). G.Vasantha Kumar, K.Sathiya Narayanan, S.K.Aravindhkumar, and S.KishoreKumar. "Comparative Analysis of Various Vortex Generators for a NACA 0012 Aerofoil." International Journal of Innovative Studies in Sciences and Engineering Technology (IJISSET), 2016: 3-6. Gamiz, Unai Fernandez. Fluid Dynamic Characterization of Vortex Generators and Two-dimensional Turbulent Wakes. Polytechnic University of Catalonia (UPC), September 2013. Herdiana, Awalu Romadhon dan Dana. "Analisis Cfd Karakteristik Aerodinamika Pada Sayap Pesawat Lsu-05 Dengan Penambahan Vortex Generator." Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 15 No.1, 2017: 45-57. Jr., Anderson J.D. Computational Fluid Dynamics, The Basics with Applications. 1995: McGraw-Hill, n.d. N.N., Sørensen. General Purpose Flow Solver Applied To Flow Over Hills. Technical report risoe-r-827(en), Risoe National Laboratory,, 1995. Prabowo, Atik Bintoro dan Gunawan Setyo. Penelitian dan Kajian Teknologi Pesawat Terbang. Jakarta: Indonesia Book Project (IBP)., 2013. Pramutadi, A. M. Laporan Kemajuan Class II UAV + part 2. Laporan Teknis., Bogor: LAPAN, 2013. Raykowski, Kerri A. "Optimization of A Vortex Generator Configuration for A 1/4-Scale Piper Cherokee Wing." Florida: UMI Microform EP31919, Copyright 2011 by ProQuest LLC, 1999. Analisis Pemilihan Bentuk Vortex... (Dana Herdiana dan Ffirman Hartono) Romadhon, Awalu. "Analisis Karakteristik Aerodinamika Pengaruh Penambahan Vortex Generator Pada Sayap Pesawat Tanpa Awak LSU-05 Dengan Simulasi CFD (Skripsi)." Bandung: Universitas Nurtanio Bandung, 2016. Rooij, Timmer W.A. and R.P.J.O.M. van. "Roughness Sensitivity Considerations for Thick Rotor Blade Airfoils." Journal of Solar Energy Engineering-Transactions of the ASME, 2003: 125(4): 468478. Rotorex. Flitetest. Flitetest. 03 12, 2015. https://www.flitetest.com/article s/vortex-generator-design-tipsand-experimentation (accessed 12 10, 2018). Skopiński, Jacek. Aero Service. 2010. http://www.vortexgenerators.com/contact.html (accessed Spetember 23, 2019). SOLIDWORKS. Software Package, Ver 2015. 2015. Tan Kar Zhen, Muhammaed Zubair, Kamarul Arifin Ahmad. "Experimental and Numerical Investigation of The Effects of Passive Vortex Generators on Aludra UAV Performance." Chinese Journal of Aeronautics, no. 24 (2011): 577-583. 29 Jurnal Teknologi Dirgantara Vol. 18 No. 1 Juni 2020 : hal 15 - 29 \ 30