## ANALISIS CFD KARAKTERISTIK AERODINAMIKA PADA SAYAP PESAWAT LSU-05 DENGAN PENAMBAHAN VORTEX GENERATOR (ANALYSIS OF CFD AERODYNAMIC CHARACTERISTICS AT THE WING OF AIRCRAFT LSU-05 WITH THE ADDITION OF VORTEX GENERATOR)
Awalu Romadhon * ) dan Dana Herdiana ** ) * ) Fakultas Teknik Universitas Nurtanio Bandung Jl. Pajajaran No.219, Arjuna, Cicendo, Bandung, Jawa Barat 40174 ** ) Pusat Teknologi Penerbangan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN, Sukamulya, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia e-mail: awalu_romadhon@yahoo.com, dana_lapan@yahoo.com,
Diterima: 14 Agustus 2017; Direvisi: 5 September 2017; Disetujui: 18 September 2017

## ABSTRACT
LSU-05 aircraft is one of the unmanned aerial vehicles (UAV), which is being developed by the Aeronautics  Technology  Center  of  LAPAN,  whose  mission  is  for  research,  observation,  patrol,  border surveillance, and investigation of natural disasters. This study aims to determine the effect of vortex generators on the aerodynamic characteristics of the LSU-05 Unmanned Aircraft wing. The method used is  a  numerical  analysis  with  CFD  simulation  for  predicting  aerodynamic  characteristics  and  flow phenomena that occur. The models used are the aircraft wing of the LSU-05 without vortex generator and with vortex generator designed with CATIA software. The simulation is using ANSYS Fluent software to  determine  changes  in  the  aerodynamic  characteristics  of  the  wing  after  the  addition  of  vortex generators such as the lift coefficient and drag coefficient. The results of the addition of vortex generator on LSU-05 wings are the increasing value of the maximum lift coefficient of the wing  which becomes 1,34840 from 1,26450, it increases 0,0839 (6.63%) point, the increasing value of the drag coefficient on the angle of attack from -9 ⁰ to 11 ⁰ , the decreasing value of the drag coefficient on the angle of attack 12 ⁰ up to 15 ⁰ and the increasing stall angle of wing from 11 ⁰ to 14 ⁰ or increased by 3 ⁰ (27,7%).
Keywords: vortex generator, LSU-05, aerodynamic characteristics, CFD

## ABSTRAK
Pesawat LSU-05 adalah salah satu pesawat tanpa awak (UAV) yang sedang dikembangkan oleh Pusat  Teknologi  Penerbangan  LAPAN,  yang  mempunyai  misi  untuk  kegiatan  penelitian,  observasi, patroli, pengawasan perbatasan wilayah, dan investigasi bencana alam. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan vortex generator terhadap karakteristik aerodinamika dari sayap Pesawat Tanpa Awak LSU-05. Metode yang digunakan adalah analisis numerik dengan simulasi CFD untuk  memprediksi  karakteristik  aerodinamika  dan  fenomena  aliran  yang  terjadi.  Model  yang digunakan  adalah  sayap  pesawat  LSU-05  tanpa vortex  generator dan  dengan vortex  generator yang didesain dengan software CATIA. Simulasi menggunakan software ANSYS Fluent untuk mengetahui perubahan karakteristik aerodinamika sayap setelah penambahan vortex generator seperti koefisien lift dan  koefisien drag .  Hasil  yang  diperoleh  dari  penelitian  penambahan vortex  generator pada  sayap Pesawat LSU-05 adalah peningkatan nilai koefisien lift maksimum sayap dari 1,26450 menjadi 1,34840 atau  naik  sebesar  0,0839  (6,63%),  peningkatan  nilai  koefisien drag pada  sudut  serang  -9 ⁰ s/d  11 ⁰ , penurunan nilai koefisien drag pada sudut serang 12 ⁰ s.d 15 ⁰ dan peningkatan sudut stall sayap dari 11 ⁰ menjadi 14 ⁰ atau naik sebesar 3 ⁰ (27,7 %).
Kata Kunci: vortex generator, LSU-05, karakteristik aerodinamika, CFD

## 1 PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  yang semakin  maju  di  era  globalisasi  ini menuntut adanya efisiensi sumber daya yang  tinggi  dengan  cara  penerapan otomatisasi  di  segala  bidang  teknologi, salah satunya adalah teknologi penerbangan  yang  ditandai  dengan semakin meningkatnya kebutuhan pesawat  tanpa  awak  ( Unmanned  Aerial Vehicle, UAV)  atau  yang  sering  disebut sebagai drone .  Ada  beberapa  pihak  di dalam negeri yang melakukan pengembangan
guna memenuhi
kebutuhan pesawat tanpa awak tersebut. Salah satunya adalah Lembaga Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional (LAPAN) sebagai  lembaga yang memiliki tugas  penelitian  dan  pengembangan teknologi  kedirgantaraan  saat  ini  juga melakukan pengembangan pesawat tanpa awak (UAV).
Lapan  Surveillance  UAV 05  (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). (Atik Bintoro, Gunawan S. P., 2013).
Vortex  Generator (VG)  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 . Perlunya di pasang vortex generator ini karena pesawat LSU-05 yang didesain masih belum optimal dalam menghasilkan gaya angkat dan keefektifan dari control surface aileron dalam melakukan manuver roll .  Penambahan vortex  generator pada sayap pesawat LSU-05 bertujuan untuk mengoptimalkan  performa  pesawat  di antaranya  meningkatkan  nilai  koefisien lift dan sudut stall . (Romadhon, 2016) Penelitian  ini  dilakukan  untuk menganalisis karakteristik aerodinamika dengan  penambahan vortex  generator pada  sayap  pesawat  LSU-05.  Analisis dilakukan untuk mengetahui vortex yang terjadi  pada  permukaan  sayap  sebelum dan sesudah penambahan vortex generator ,
sehingga didapat perbandingan koefisien lift dan koefisien
drag pada  saat  pengoperasian  pesawat tersebut.
Untuk menganalisis karakteristik aerodinamika penambahan vortex generator pada  sayap  pesawat  LSU-05 digunakan  simulasi  perangkat  lunak Computational Fluid Dynamics (CFD) yaitu ANSYS  Fluent  dan  untuk  memvalidasi hasil  simulasi  digunakan  data  dari pengujian  sayap  di  terowongan  angin. Makalah  ini  merupakan  bagian  skripsi dari penulis pertama.

## 2 LANDASAN TEORI
2.1 Aerodinamika Wing
Gaya  aerodinamika  timbul  karena adanya  gesekan  aliran  udara  dengan permukaan  sayap  yang  menyebabkan terjadinya  perbedaan  tekanan  antara bagian bawah dan atas sayap.
Gaya  angkat/ Lift (L)  adalah komponen  dari  resultan  (R)  yang  tegak lurus  terhadap  kecepatan freestream (V ∞ ).  Gaya  hambat/ Drag (D)  adalah komponen dari resultan (R) yang sejajar dengan kecepatan freestream (V ∞ ). Sudut serang  ( angle  of  attack )  didefinisikan sebagai sudut antara kecepatan freestream (V ∞ )  dan chord (c).  Hubungan  geometrik antara  gaya-gaya  tersebut  dapat  dilihat pada  Gambar  2-1.  (John  D.  Anderson, 2010)
Gambar 2-1: Gaya–gaya aerodinamika (John D. Anderson, 2010)
Dengan adanya koefisien gaya tak berdimensi, dimensi sayap bisa diperkecil  untuk  pengujian  terowongan angin,  karena  nilai  koefisien  gaya  tak berdimensinya  sama  walaupun  dengan skala  ukuran  sayap  yang  berbeda. Koefisien gaya tak berdimensi didefinisikan sebagai berikut: (John D. Anderson, 2010)
𝐶 𝐿 = 𝐿 𝑞𝑆 (2-1)
𝐶 𝐷 = 𝐷 𝑞𝑆 (2-2)
Dimana q adalah tekanan dinamik yang besarnya:
𝑞 = 1 2 𝜌𝑉 2 (2-3)
2.2 Vortex  Generator dan Boundary Layer
Vortex  Generator (VG)  adalah komponen  kecil  berbentuk fin (sirip) ditempatkan  di  sayap  dan  permukaan stabilizer untuk  memodifikasi  aliran udara  di  sekitar  permukaan  yang mempengaruhi boundary  layer (lapisan batas). Pemasangan VG dapat meningkatkan performance dari  pesawat, terutama  pada  saat  kecepatan  terbang rendah, climb (terbang  menanjak),  dan sudut  serang  yang  tinggi.  (Skopinski, 2010)
Gambar 2-2: Boundary layer pada sayap (Kroo, t.thn.)
Sebagaimana  udara  mengalir  di sayap, tekanan berkurang hingga mencapai center  of  lift -  sekitar  25%  ke bawah chord sayap. Kemudian, tekanan mulai  meningkat  lagi,  sehingga  udara bergerak dari daerah tekanan rendah ke tekanan lebih tinggi atau disebut " adverse pressure  gradient ".  Karena  aliran  udara bergerak  ke  arah  tekanan  tinggi,  itu menyebabkan kehilangan energi.
Akhirnya,  ketika  kehabisan  energi, terjadi pemisahan aliran udara di sayap. (Udris, 2015)
Gambar 2-3: Energi pada boundary layer sayap tanpa VG (Udris, 2015)
Untuk  menghindari  pemisahan, atau lebih tepatnya menunda pembentukan gelembung separasi aliran dan  mengurangi  intensitas  pemisahan pada lapisan yang melambat dengan cara mempercepatnya dan "memberikan energi".  Karena  udara  di  atas boundary layer tidak  terpengaruh  oleh  gesekan skin ,  sehingga  memiliki  lebih  banyak energi daripada udara di dalam boundary layer .  Jika  aliran  udara  bebas  bisa ditarik  ke  dalam boundary  layer ,  energi bisa ditambahkan dan menunda separasi boundary  layer .  (Skopinski, 2010)
Gambar 2-4: Energi pada boundary layer sayap dengan VG (Udris, 2015)
Selama  bertahun-tahun  banyak solusi telah dirancang untuk mengontrol dan  mempengaruhi boundary  layer . Sebuah solusi sederhana namun sangat efektif  adalah  dengan  menggunakan turbulator / vortex generator . Vortex
generator bertindak  seperti  sayap  kecil dan  menciptakan wingtip  vortex mini berbentuk spiral melalui boundary layer dan  aliran  udara  bebas. Vortex ini mencampur  energi  tinggi  dari  aliran udara bebas dengan energi lebih rendah di boundary layer ,  yang memungkinkan aliran  udara  di boundary  layer untuk menahan  “ adverse  pressure  gradient” lebih  lama.  Sehingga  sayap  dapat beroperasi pada sudut serang yang lebih tinggi  dan  kecepatan stall yang  lebih rendah  dikarenakan  nilai  koefisien lift yang  meningkat    sebelum  pemisahan aliran  udara  menyebabkan stall .  (Udris, 2015)
Pada  Gambar  2-5  dapat  dilihat nilai  koefisien lift maksimum  sayap dengan vortex  generator lebih  tinggi dibandingkan sayap tanpa vortex generator .  Dan  dapat  dilihat  juga  sudut stall sayap dengan vortex generator juga meningkat.
Gambar 2-5: Kurva  koefisien  gaya  angkat  terhadap  sudut  serang  pada  sayap  sebelum  dan  sesudah pemasangan VG (Europe Paten No. EP1907279 B1, 2011)
Pada  Gambar  2-6  dapat  dilihat jenis-jenis geometri dan konfigurasi vortex generator beserta  tingkat  keefektifannya menurut penelitian yang dilakukan oleh John C. Lin.
Gambar 2-6: Geometri vortex  generator dan parameternya (Lin, 2002)

## 3 METODOLOGI PENELITIAN
Berikut  diagram  alir  pemecahan
masalah
analisis
karakteristik
aerodinamika  pengaruh  penambahan vortex  generator pada  sayap  pesawat tanpa  awak  LSU-05  dengan  simulasi CFD: Gambar 3-1: Diagram alir penelitian (Romadhon, 2016)
3.1 Pendefinisian  Geometri  Sayap LSU-05 dan Vortex Generator Sebelum melakukan perancangan geometri sayap dan vortex generator, ada parameter-parameter yang perlu diperhatikan, antara lain:
 Geometri  sayap  diusahakan  tetap sesuai dengan desain rancang bangun, agar  mempermudah  proses  validasi, seperti  jenis airfoil yang  digunakan, panjang wing  span dan chord ,  dan taper ratio ,  Menentukan  letak  pemasangan vortex generator dalam  persen chord sayap dan sudut pemasangannya,
 Menentukan  geometri vortex  generator yang digunakan, seperti: tinggi, panjang, dan tebalnya.
3.2 Gambar  Sayap  3D  dan Vortex Generator dengan CATIA
CATIA  merupakan software yang digunakan  untuk  pemodelan  atau menggambar sayap dan vortex generator.
Pada penelitian ini sayap pesawat  LSU- 05  digambar  dalam  bentuk  3D.  Sayap pesawat  LSU-05  yang  digambar  pada software CATIA  ini  menggunakan airfoil NACA 4415 (Gambar 3-2). Pada penelitian ini  penulis  hanya  akan  melakukan perbandingan antara sayap tanpa vortex generator (Gambar  3-3)  dan  sayap dengan vortex  generator (Gambar  3-4) .
Sayap  yang  digambarkan  pada  CATIA cukup setengah dari wingspan , dikarenakan bentuk sayap yang simetris serta untuk
memudahkan dan mempercepat proses
perhitungan
simulasi nantinya.
Gambar 3-2: Airfoil NACA 4415 (http:// airfoiltools.com/airfoil/details?air foil=naca4415_il,t.thn.)

## 3.3 Meshing Grid
Langkah dalam analisis ini setelah model  sayap  dibuat  adalah  mengekspor gambar  sayap  tersebut  ke  ANSYS
Workbench  untuk  di- meshing dengan aplikasi Meshing (ANSYS  ICEM  CFD) . Sebelum  sayap  di- meshing perlu  dibuat geometri boundary yang berfungsi sebagai terowongan  angin  virtual  pada  saat simulasi. Dalam meshing , yang terpenting adalah  bagaimana mesh yang  ada merepresentasikan bentuk geometri semirip mungkin, agar hasil analisis CFD (dalam  hal  ini Fluent )  tidak  melenceng dari  yang  seharusnya.  Semakin  banyak jumlah  elemen,  maka  bentuk  geometri akan semakin mirip dan hasil akan lebih akurat.  Namun  jumlah  elemen  juga harus dibatasi agar tidak terlalu banyak sehingga  boros  dan  hanya  memakan waktu  komputasi  yang  lebih  banyak namun tidak mempengaruhi hasil. Batasan jumlah elemen juga dipengaruhi oleh resource komputer  yang  ada, khususnya memori.
Gambar 3-3: Sayap  tanpa vortex  generator (CATIA,  Software  Package,  Ver. 5.21,  Dessault  system,  1998- 2011)
Gambar 3-4: Sayap dengan vortex generator
Apabila dalam proses pembuatan grid ( meshing ) terjadi error atau kualitas mesh yang buruk, maka perlu dilakukan perbaikan  model  geometri    pada  CATIA atau Design Modeler untuk menghilangkan bidang  yang  terlalu  kecil  dan  sempit serta  sudut  yang  terlalu  tajam  sampai diperoleh hasil meshing grid yang baik.
Gambar 3-5: Pembuatan boundary sebagai terowongan  angin  virtual  FLUENT, Software  Package,  Ver.  6,3,
ANSYS, Inc., 2011)
Gambar 3-6: Meshing grid pada sayap dan vortex generator (Romadhon, 2016)
4 PESAWAT LSU-05
4.1 Geometri Sayap  Pesawat LSU-05 Dalam  penelitian  ini  geometri sayap disederhanakan untuk
memudahkan  dalam  proses  pemodelan dan meshing dengan  menyatukan permukaan  bidang  kemudi aileron dan flap dengan  sayap . Diasumsikan  sayap
dalam kondisi tidak ada defleksi flap dan aileron (defleksi = 0 ⁰ ).
Jumlah  elemen meshing sangat mempengaruhi  lamanya  proses  analisis CFD.  Dalam  pemodelan  dengan  CATIA, sayap  digambarkan  setengah  dari panjang  sayap  karena  bentuknya  yang simetris  (Gambar  4-1).  Karena  geometri sayap  setengah  maka  jumlah  elemen meshing yang harus dibuat menjadi lebih sedikit,  sehingga  proses  analisis  CFD menjadi lebih cepat daripada menggunakan  geometri  sayap  penuh. Parameter geometri sayap pesawat LSU- 05  dapat  dilihat  pada  Tabel  4-1  dan Gambar 4-1.
Tabel 4-1: GEOMETRI  SAYAP  PESAWAT  LSU-
05 (Pramutadi, 2013)
Parameter Satuan Wing Span 5,5 m Luas Sayap 3,246 m 2 Chord Root 0,714 m Chord Tip 0,44 m Taper Ratio 0,616 Aspect Ratio 9,32 Twist Angle 0° Swept  Angle 0° Angle of Incidence 3° Airfoil NACA 4415
Gambar 4-1: Geometri sayap pesawat LSU-05

## 4.2 Geometri Vortex Generator
Dalam  penelitian  ini  jenis vortex generator yang  digunakan  adalah  tipe vane berbentuk rectangular (persegi panjang)  dengan  konfigurasi counter-
rotating .  Parameter  geometri vortex generator ditunjukan  pada  tabel  4-2, gambar 4-2 dan gambar 4-3.
Tabel 4-2: GEOMETRI VORTEX GENERATOR
Parameter Satuan Tinggi 10 mm Panjang 20 mm Tebal 2 mm Sudut kemiringan 15° Jarak antar VG 48 mm dan 50 mm Letak Pemasangan VG 16% chord
Gambar 4-2: Geometri vortex generator
Gambar 4-3: Letak  pemasangan vortex  generator pada  sayap  LSU-05  (Romadhon, 2016)

## 5 HASIL PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  penulis  membahas tentang
komputasi
karakteristik
aerodinamika  pengaruh  penambahan vortex  generator sayap  pesawat  LSU-05. Untuk membuat geometri model digunakan Software CATIA  ( Computer Aided  Three  Dimensional  Interactive Application )  dan  untuk  menganalisis
karakteristik  aerodinamika  pada  sayap digunakan software ANSYS  Fluent. Dimensi  model  yang  digunakan  dalam komputasi adalah 3 Dimensi.
Berikut  tabel  kondisi  simulasi yang  akan  dimasukan  kedalam  ANSYS Fluent:
Tabel 5-1: KONDISI SIMULASI (Tuakia, 2008)
Parameter Besaran Solver 3 Dimensi, Pressure Based Model Viscous Spalart-Allmaras Material Fluid - Air (udara) Density 1,225 kg/m 3 Viscosity 1,7894 x 10 -5 kg/m-s Operation Pressure 101325 N/m 2 Kondisi Batas Inlet  Velocity Inlet Kondisi Batas Wing  Wall Kondisi Batas Sym  Symmetry Kondisi Batas Walls Wall Kondisi Batas Outlet Pressure Outlet Kecepatan Aliran 26 m/s (Re = 1.27x10 6 ) Sudut Serang ( α ) -9°, -6°, -3°, 0°, 3°,6°, 9°,10°,11°,12°,13°, 14° dan 15° 5.1 Hasil Simulasi Karakteristik Aerodinamika Pengaruh Penambahan Vortex  Generator Sayap  Pesawat LSU-05
Hasil simulasi menggunakan ANSYS  Fluent  merupakan  hasil  analisis karakteristik  aerodinamik  yang  berupa beberapa  parameter,  yakni  koefisien lift ( C L ) , koefisien drag ( C D ) dan sudut serang (α). Hasil analisis karakteristik aerodinamika dengan penambahan vortex  generator sayap  pesawat  LSU-05 ini  berupa  grafik,  tabel,  kontur  dan animasi  udara  yang  melewati  sayap pesawat LSU-05. Berikut grafik dari hasil simulasi  sayap  yang  berupa  karakteristik aerodinamika,  yakni  koefisien lift ( C L ) ,
koefisien drag ( C D ) dan koefisien rasio lift- drag ( C L /C D ) terhadap sudut serang (α).
5.1.1 Koefisien Lift Terhadap  Sudut Serang
Berikut  ini  grafik  hasil  simulasi koefisien lift terhadap  sudut  serang.
Grafik ini akan mengevaluasi performance aerodinamik  dari  karakteristik  sayap normal  (tanpa vortex  generator )  dan sayap  dengan vortex  generator yang berupa parameter koefisien
lift
maksimum ( C L max ) dan sudut stall ( α s ).
Gambar 5-1: Grafik hasil simulasi koefisien lift terhadap sudut serang perbandingan  sayap  normal  dan sayap  dengan vortex  generator. (Romadhon, 2016)
Dari  Gambar  5-1  terlihat  nilai koefisien lift maksimum  pada  sayap normal  (tanpa vortex  generator )  adalah 1,26450  sedangkan  nilai  koefisien lift maksimum sayap dengan vortex generator adalah
1,34840,
hal tersebut menunjukkan bahwa sayap pesawat LSU 05 jika ditambahkan vortex generator maka akan  mengalami  peningkatan  koefisien gaya angkat sebesar 0,0839  atau 6,63%. Sudut stall pada  sayap  normal  (tanpa vortex  generator )  adalah  11 ⁰ sedangkan sudut stall sayap dengan vortex generator adalah  14 ⁰ ,  mengalami  peningkatan sebesar 3 ⁰ atau 27.7 %.
5.1.2 Koefisien Drag Terhadap  Sudut Serang
Berikut  ini  grafik  hasil  simulasi koefisien drag terhadap  sudut  serang. Grafik ini akan menampilkan performance
aerodinamik  dari  karakteristik  sayap normal  (tanpa vortex  generator )  dan sayap  dengan vortex  generator yang berupa  parameter  koefisien drag dan sudut serang.
Gambar 5-2: Grafik  hasil  simulasi  koefisien drag terhadap  sudut  serang perbandingan  sayap  normal  dan sayap  dengan vortex  generator. (Romadhon, 2016)
Berdasarkan  pada  Gambar  5-2 pada  sudut  serang  -9 ⁰ s.d  11 ⁰ nilai koefisien drag sayap  normal  (tanpa vortex generator )  lebih  rendah  dibandingkan nilai koefisien drag sayap dengan vortex generator .  Hal  ini  dikarenakan    bentuk geometri vortex  generator mengakibatkan penambahan drag .  Setelah  melewati sudut  serang  11 ⁰ ,  nilai  koefisien drag sayap  normal  (tanpa vortex  generator ) menjadi  lebih  tinggi  dibandingkan  nilai koefisien drag sayap  dengan vortex generator .  Hal  ini  disebabkan  sudah terjadinya  separasi  aliran  udara  pada sayap  normal  (tanpa vortex  generator ) sehingga nilai koefisien drag -nya bertambah,  sedangkan  pada  sayap dengan vortex  generator belum  terjadi separasi aliran udara.
Pengaruh penambahan  vortex generator paling signifikan terjadi pada sudut serang 14 ⁰ yaitu  adanya  penurunan  nilai  koefisien drag pada sayap pesawat LSU 05 sebesar 0,02895 atau 14.66%.
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 -12-10-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 CL Angle of Attack (  ) CL vs AoA normal vg 0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 -12-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 C D Angle of Attack (  ) CD vs AoA normal vg
5.1.3 Koefisien
Rasio Lift-Drag

## Terhadap Sudut Serang
Berikut  ini  grafik  hasil  simulasi koefisien  rasio lift-drag terhadap  sudut serang. Grafik ini menunjukkan efisiensi aerodinamik  dari  karakteristik  sayap normal  (tanpa vortex  generator )  dan sayap  dengan vortex  generator yang berupa parameter koefisien rasio lift-drag maksimum.
Gambar 5-3: Grafik  hasil  simulasi  koefisien rasio lift-drag terhadap  sudut serang perbandingan sayap normal  dan  sayap  dengan vortex generator. (Romadhon, 2016)
Berdasarkan  pada  Gambar  5-3 pada  sudut  serang  -9 ⁰ s.d  11 ⁰ nilai koefisien  rasio lift-drag sayap  normal (tanpa vortex  generator )  lebih  tinggi dibandingkan  nilai  koefisien  rasio lift- drag sayap dengan vortex generator . Hal ini  dikarenakan  bentuk  geometri vortex generator mengakibatkan  penambahan drag seperti yang dijelaskan pada subbab 5.1.2 sebelumnya. Setelah melewati sudut serang  11 ⁰ ,  nilai  koefisien  rasio lift-drag sayap  normal  (tanpa vortex  generator ) menjadi lebih rendah dibandingkan nilai koefisien  rasio lift-drag sayap  dengan vortex generator . Pengaruh penambahan vortex generator paling signifikan terjadi pada  sudut  serang  14 ⁰ yaitu  adanya peningkatan nilai koefisien rasio lift-drag pada sayap LSU 05 sebesar 2,34930 atau 41,56%. Akan  tetapi  pada sudut serang 0 ⁰ terjadi penurunan nilai koefisien rasio
lift-drag maksimum  pada  sayap  LSU  05 sebesar 2,68072 atau 14,05%.

## 5.1.4 Visualisasi Aliran
Pada bagian ini akan ditampilkan hasil  visualisasi  dari  fenomena  aliran udara  yang  terjadi  di  sepanjang  sayap normal (tanpa vortex generator ) dan sayap dengan vortex  generator berupa turbulent pathline dan velocity pathline yang berguna untuk  melengkapi  hasil  simulasi  yang dijelaskan sebelumnya.
Pada  Gambar  5-4  dan  5-5 menunjukkan visualisasi turbulent pathline sedangkan Gambar 5-6 dan 5-7 menunjukkan visualisasi turbulent pathline, dengan  sudut  serang  sayap masing-masing 12 ⁰ dan 14 ⁰ . Sayap normal (tanpa vortex generator ) ditunjukkan oleh gambar  (a)  dan  sayap  dengan vortex generator ditunjukkan oleh gambar (b).
Gambar 5-4: Perbandingan turbulent  pathline pada sudut serang 12 ⁰
(Romadhon, 2016)
Pada  Gambar  5-4  dapat  dilihat distribusi  aliran  sayap  normal  (tanpa vortex generator ) terjadi ulakan besar dan berwarna kekuningan menunjukkan intesitas turbulensi tinggi menyebabkan separasi,  sedangkan  aliran  sayap  dengan
-10 -5 0 5 10 15 20 25 -12-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 CL / C D Angle of Attack (  ) CL/CD vs AoA normal vg (b) Sayap dengan VG
(a) Sayap Normal
vortex  generator masih  berwarna  biru menunjukkan belum terjadi separasi.
Gambar 5-5: Perbandingan turbulent  pathline
pada sudut serang 14 ⁰
(Romadhon, 2016)
Pada  Gambar  5-5  dapat  dilihat distribusi  aliran  sayap  normal  (tanpa vortex  generator )  terjadi  ulakan  besar semakin banyak dan berwarna kemerahan menunjukkan  separasi  semakin  parah, sedangkan  aliran  sayap  dengan vortex generator masih berwarna biru menunjukkan belum terjadi separasi.
Pada  Gambar  5-6  dapat  dilihat distribusi  kecepatan  aliran  sayap  normal (tanpa vortex  generator )  terjadi  ulakan besar dan berwarna
kebiruan
menunjukkan  kecepatan  yang  negatif menyebabkan separasi, sedangkan distribusi kecepatan aliran sayap dengan vortex generator masih merata berwarna hijau  kekuningan    dan  belum  terjadi separasi.
Gambar 5-6: Perbandingan velocity  pathline pada sudut serang 12 ⁰ (Romadhon, 2016)
Gambar 5-7: Perbandingan velocity  pathline pada sudut serang 14 ⁰ (Romadhon, 2016)
(a) Sayap Normal
(a) Sayap Normal
(a) Sayap Normal (b) Sayap dengan VG
(b) Sayap dengan VG (b) Sayap dengan VG
Pada  Gambar  5-7  dapat  dilihat distribusi  kecepatan  aliran  sayap  normal (tanpa vortex  generator )  terjadi  ulakan semakin banyak dan berwarna kebiruan menunjukkan  kecepatan  yang  negatif menyebabkan  separasi  yang  semakin parah,  sedangkan  distribusi  kecepatan aliran  sayap  dengan vortex  generator masih merata berwarna hijau kekuningan menunjukkan belum terjadi separasi.

## 5.2 Validasi  Hasil  Simulasi  ANSYS Fluent
Validasi  dari  hasil  simulasi penelitian ini dilakukan untuk mengetahui  seberapa  jauh  hasil  simulasi menggunakan  ANSYS  Fluent  mendekati hasil  uji  terowongan  angin.  Data  yang digunakan dalam validasi ini berupa nilai koefisien lift terhadap  sudut  serang sayap  tanpa vortex  generator dari  hasil simulasi ANSYS Fluent dan data hasil uji terowongan angin yang dilakukan Bidang Teknologi  Aerodinamika  Pustekbang LAPAN.
Berikut
adalah grafik perbandingan hasil simulasi penelitian ini dengan hasil uji terowongan angin.
Gambar 5-8: Grafik
perbandingan hasil simulasi  ANSYS  Fluent  dan  hasil uji terowongan angin . (Romadhon, 2016)
Pada  Gambar  5-8  dapat  dilihat grafik koefisien lift hasil simulasi ANSYS Fluent  dan  hasil  uji  terowongan  angin mempunyai  bentuk  yang  hampir  sama. Kalaupun ada perbedaan dari segi slope
grafik,  karena  hasil  simulasi  ANSYS Fluent  dipengaruhi  kualitas meshing , yang  akan  berpengaruh  pada  ketelitian CFD Solver dan  pada  saat  hasil  uji terowongan  angin  kemungkinan  terjadi gangguan  yang  menyebabkan  kurva grafik  tidak  terlalu  linear.  Jika  hasil  uji terowongan  angin  merupakan  nilai sebenarnya  dan  hasil fluent merupakan nilai  yang  terbaca  maka  perhitungan galat  ( error )  dapat  diperoleh.  Nilai  galat merupakan  nilai  penyimpangan  pada perbandingan  dari  beberapa  data.  Pada Tabel 5-5 dapat dilihat perhitungan galat hasil simulasi ANSYS Fluent dan hasil uji terowongan  angin  dari  segi  parameter aerodinamik khususnya koefisien lift.
Tabel 5-5:  PERHITUNGAN GALAT
HASIL

## SIMULASI ANSYS FLUENT DAN UJI TEROWONGAN ANGIN
Parameter FLUENT WTT Galat (%) C L0 0.561 0.555 1.07 C LMAX 1.26450 1.332616 -5.38 α stall 11 10 9.09 C Lα 0.073479  0.083279 - 13.99
Berdasarkan  Tabel  5-5  terlihat bahwa nilai galat untuk semua parameter yang tertera di tabel, jika positif artinya nilai  hasil  terowongan  angin  lebih  kecil dari  hasil  simulasi  sedangkan  negatif artinya nilai hasil terowongan angin lebih besar dari hasil simulasi.

## 6 KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan pembahasan,  maka  dapat  diambil kesimpulan antara lain:
a. Penambahan vortex  generator pada sayap pesawat LSU-05 pada penelitian ini  menyebabkan:
 Peningkatan nilai koefisien lift maksimum  sayap  sebesar  0,0839 (6,63%)  dan  peningkatan  sudut stall sayap sebesar 3 ⁰ (27,7 %),
 Peningkatan  nilai  koefisien drag pada sudut serang -9 ⁰ s.d 11 ⁰ dan penurunan nilai koefisien drag pada sudut serang -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 -12-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 CL Angle of Attack (  ) CL vs AoA FLUENT WTT
12 ⁰ s.d  15 ⁰ dengan  nilai  penurunan koefisien drag paling  signifikan  terjadi pada  sudut  serang  14 ⁰ dari  sebesar 0,02895 (14.66%).
 Penurunan nilai koefisien rasio lift-drag maksimum  sebesar  2,68072  atau 14,05% pada  sudut  serang  0 ⁰ dan p eningkatan  nilai  koefisien  rasio lift- drag sebesar  2,34930  atau  41,56% pada sudut serang 14 ⁰ .

## b. Perbandingannya
Parameter Sayap Normal Vortex Generator Clmax 1,2645 1,3484 CD 0,1096 0,1685 Sudut stall 11 ⁰ 14 ⁰ CL/CD 11,53741 8,00237
c. Hasil  validasi  data  simulasi  CFD
(ANSYS  Fluent)  memiliki  keakuratan yang  cukup  dekat  terhadap  data    uji terowongan angin, namun hasil simulasi tidak  sama  persis  dengan  hasil eksperimen  karena  metode  numerik memiliki keterbatasan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih disampaikan kepada Gunawan S.P dan Ir. Agus Aribowo yang telah  mengizinkan  untuk  pelaksanaan kegiatan atau penelitian ini serta teman- teman  khususnya  di  laboratorium aerodinamika  yang  telah  membantu dalam proses penelitian ini dan Drs. Agus Harno Nurdin Syah selaku pembina dan memberi masukan di lingkungan Pustekbang.

## DAFTAR RUJUKAN
Andrew, S., 2011. Europe Paten No. EP1907279 B1.
Atik  Bintoro,  Gunawan  S.P.,  2013. Penelitian dan Kajian Teknologi Pesawat Terbang. Jakarta: Indonesia Book Project (IBP).
CATIA,  Software  Package,  Ver.  5.21,  Dessault System . (1998 - 2011).
FLUENT, Software Package, Ver. 6.3, ANSYS, Inc. (2011).
http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=nac
a4415-il . (t.thn.).
John  D.,  Anderson,  J.,  2010. Fundamentals of Aerodynamics. New  York:  5rd  Edition McGraw-Hill. Kroo, I. (t.thn.). Viscosity and Boundary Layers .
Diambil  dari  http://adg.stanford.edu/ aa200b/blayers/blayers.html. Lin,  J.  C.,  2002. Review  of  Research  on  Low- Profile  VOrtex  Generators  to  Control Boundary-Layer Separation, Progress in Aerospace Sciences . Diambil dari http:// fluid.nuae.nagoya-u.ac.jp/stdexp/ 2013/ transonic/document/low-profile%20 vortex%20generators.pdf.
Pramutadi,  A.  M.,  2013. Laporan  Kemajuan Class  II  UAV  +  part  2,  Laporan  Teknis. Bogor: LAPAN.
Romadhon,  A.,  2016. Analisis  Karakteristik Aerodinamika  Pengaruh  Penambahan Vortex  Generator  Pada  Sayap  Pesawat Tanpa  Awak  LSU-05  Dengan  Simulasi CFD  (Skripsi). Bandung,  Indonesia: Universitas Nurtanio Bandung. Skopinski, J., 2010. Vortex Generators . Diambil dari  Aero-Service:  http://www.vortex- generators.com/vortex-generators.html.
Tuakia, F., 2008. Dasar-Dasar CFD Menggunakan Fluent. Bandung: Informatika. Udris,  A.,  2015. Vortex  Generators:  Preventing Stalls at High And Low Speeds . Diambil dari  http://www.  boldmethod.  com/ learn-to-fly/aerodynamics/vortex- generators/.