Abstrak—Mekanika  fluida  merupakan  salah  satu  ilmu pengetahuan  yang  dekat  dengan  manusia.  Karena  adanya perhitungan  yang  sering  dilakukan  guna  mengetahui karakteristik aliran. Salah satunya adalah karakteristik aliran fluida melewati sebuah silinder sirkular yang merupakan salah satu jenis dari bluff body. Bluff body dapat menghasilkan wake yang  besar,  dimana  wake  tersebut  mampu  membentuk  gaya drag yang besar juga. Maka dari itu perlu adanya pengurangan gaya  drag  yang  terjadi  dengan  cara  penambahan  bodi pengganggu.  Penelitian  ini  membahas  tentang  pengaruh penambahan  bodi  pengganggu  pada  sebuah  silinder  sirkular yang  tersusun  tandem.  Penelitian  ini  dilakukan  secara eksperimen  dengan  sub-sonic  wind  tunnel  berpenampang octagonal.  Benda  uji  yang  digunakan  berupa  silinder  sirkular dengan  diameter  D  =  36  mm  dengan  menggunakan  dosi pengganggu  NACA  0012,  NACA  0018,  dan  NACA  0024 berdiameter  c  =  36  mm  di  sisi  belakang  silinder  upstream. Pengukuran pada penelitian ini menggunakan pitot static tube, wall-pressure  tap  dan  inclined  manometer.  Pengujian  ini dilakukan  dengan  variasi  jarak antara  silinder  utama  dengan rasio  S/D  =  0,2  hingga  1,4  dengan  menggunakan  bilangan Reynolds  (Re  =  2,01x10 4 )  untuk  mendapatkan  coefficient pressure  (Cp),  Coefficient  Drag  Pressure  (C DP )  yang  lebih optimal  dengan menggunakan  jarak  rasio yang  berbeda  pada jarak  (S/D)  serta  dapat  menghitung  Coefficient  Lift  Pressure (C LP ). Hasil yang diperoleh dari penambahan bodi pengganggu airfoil  NACA  0024  pada  jarak  (S/D)  0,2  dapat  mereduksi koefisien  drag  pressure  (C DP )  paling  efektif  sebesar  16%. Sedangkan  reduksi  koefisien  drag  pressure  (C DP )  terendah terjadi  pada  silinder  dengan  penambahan  bodi  pengganggu berupa  airfoil  NACA  0012  pada  jarak  (S/D)  1,4  sebesar  9%. Pada penambahan bodi pengganggu berupa airfoil NACA 0012, NACA  0018,  dan  NACA  0024  pada  seluruh  variasi  jarak didapat reduksi sebesar 44%, 48% dan 54%. Reduksi gaya drag paling  efektif  pada  variasi  penambahan  bodi  pengganggu dengan airfoil NACA 0024.
Kata  Kunci—Airfoil,  Bluff  Body,  Bodi  Pengganggu,  Drag,  Lift, Tandem.

## I. PENDAHULUAN
ERKEMBANGNYA  ilmu  teknik  dalam  bidang mekanika  fluida  sangat  penting  dalam  bidang  industri. Contohnya pada kemajuan yang terjadi dalam sektor pesawat terbang  dan  teknologi  penerbangan.  Studi  mengenai  aliran fluida  juga  semakin  berkembang.  Salah  staunya  penelitian aliran  eksternal,  turbulensi,  dan  fenomena  lainnya.  Aliran incompressible yang  melintasi  bluff  body  dapat  disebut sebagai aliran eksternal yang dianalisa dengan teori boundary layer. Kemudian  aliran  fluida  di  sekitar  suatu  benda  yang mengalir  melalui  fluida  disebut  dengan  aliran  eksternal viscous . Aliran yang mengalir melalui silinder akan mengenai
stagnation  point  lalu  melewati upper  side dan lower  side permukaan  silinder  sirkular  yang  akan  mengakibatkan terbentuknya boundary layer lalu terjadi separasi pada aliran yang dapat menimbulkan wake di belakang silinder.
Separasi aliran dapat mengakibatkan gaya drag . Semakin cepat separasi aliran terjadi. Maka wake akan semakin besar dan  melebar  sehingga  gaya drag semakin  besar. Adapun upaya  yang  dilakukan  untuk  mengurangi  gaya  drag  dengan metode  aliran  pasif.  Seperti  memanjangkan  bagian downstream dari bluff body yang akan memberikan kekasaran pada  permukaan  atau  menempatkan  bodi  pengganggu  pada bagian downstream dari bluff body. Banyak penelitian yang telah  melakukan  pengurangan  gaya drag . Drag disebabkan oleh  tubuh  gertakan. Drag pada  tubuh  gertakan  sejalan dengan  gerakan  cairan.  Sang-Joon  Lee,  et.al.  (2004)  yang melakukan penelitian pada bilangan Reynolds sebesar 2 × 10 4 dengan benda kerja berupa silinder sirkular berdiameter D = 30mm dalam pengurangan gaya drag menggunakan silinder sirkular tunggal dengan sebuah control rod yang ditempatkan di sisi upstream. Ia memvariasikan jarak longitudinal (L/D). Kemudian mendapatkan hasil penelitian yang menunjukkan rasio  d/D pada L/D yang sama dalam mereduksi  gaya drag terjadi  hingga  d/D  yang  sama  dalam  mereduksi  gaya drag terjadi  hingga  d/D  =  0,233.  Jika  rasio  d/D  lebih  besar  dan angka tersebut maka efektivitas dalam mereduksi gaya drag menjadi berkurang [1].
Pada penelitian yang dilakukan Hwang  (2007). Pengurangan  hambatan  pada  silinder  sirkular  dengan menggunakan  pelat  pembagi  ganda  yang  terpisah  dipelajari secara  numerik.  Dua  pelat  pembagi  dengan  panjang  yang sama dengan diameter silinder (d) ditempatkan di sepanjang garis tengah horisontal; satu di bagian upstream silinder dan yang lainnya di daerah dekat wake. Posisi mereka dijelaskan oleh rasio gap G; /d, G2/d, di mana Gi mewakili celah antara titik  stagnasi  silinder  dan  tepi  belakang  pelat  pembagi upstream,  dan  G2  menunjukkan  celah  antara  titik  dasar silinder  dan  tepi  depan  pelat  pembagi  downstream.  Gaya hambat  bervariasi  dengan  dua  rasio  celah;  gaya  hambat memiliki  nilai  minimum  pada  satu  set  rasio  celah  tertentu untuk  setiap  bilangan  Reynolds.  Pelat  pembagi  hulu mengurangi  tekanan  stagnasi  dengan  gesekan,  sedangkan pelat  hilir  meningkatkan  tekanan  dasar  dengan  menekan pelepasan  pusaran.  Efek  gabungan  ini  menyebabkan pengurangan hambatan yang signifikan pada silinder. Secara khusus, hambatan meningkat tajam melewati G2 /d optimum; hal  ini  terkait  dengan  pelepasan  pusaran  yang  dimulai kembali di daerah wake .
Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Bodi Pengganggu Berupa Airfoil NACA 0012,

## NACA 0018, NACA 0024 di Belakang Silinder Sirkular Utama
Aldiva Syawallad Akbar dan Wawan Aries Widodo Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : wawanaries@me.its.ac.id
B
Kemudian  D.  V. Wijanarko  dan  W.  A.  Widodo  (2018) Studi  numerik  dua  dimensi  silinder  dengan  menggunakan pelat  splitter  di  saluran  sempit  diselidiki  untuk  nomor Reynolds  5.21×10 4 ≤    Re  ≤  1.56  ×  10 5 . Splitter memiliki panjang  tetap  yang  sama  dengan  silinder  berdiameter  2D, dengan  D  =  25  mm.  Pelat splitter menggunakan  tiga ketebalan pelat yang berbeda, T / D = 0,016, 0,04, dan 0,08, masing-masing. Tinggi saluran, H, adalah 125 mm. Pengaruh pelat  splitter  pada  silinder  tertentu  T  /  D  menunjukkan informasi  koefisien  tekanan  rata-rata,  koefisien  hambatan tekanan,  frekuensi  pelepasan  pusaran,  dan  jalur  kecepatan sesaat. Dari hasil numerik, T/D 0,08 dapat mengurangi gaya tekan  tarik  koefisien  lebih  optimal  daripada  yang  lain. Sementara  itu,  bilangan  Reynolds  yang  lebih  tinggi menghasilkan grade kecil  untuk  bilangan  strouhal  yang paling rendah adalah T/D 0,08 [2] . Adapun  An  Xinyu,  et.al.  (2019) melakukan  penelitian numerik  aliran  melewati  silinder  melingkar  dengan splitter pada wilayah bilangan Reynolds subkritis 5 × 10 4—9 × 10 4 diteliti  berdasarkan Computational  Fluid  Dynamics (CFD) melalui  penyelesaian    persamaan Navier-Stokes (URANS) rata-rata  Reynolds  (URANS)  dua  dimensi  yang  tidak  dapat dimampatkan  dengan  transpor  tegangan  geser  (SST)  k-ω model turbulensi. Tiga resolusi grid yang berbeda digunakan dalam  studi  verifikasi  dan  validasi  model  turbulensi  yang diadopsi.  Berbagai  karakteristik  fluida  seperti  nomor Strouhal ,  lift  coefficient silinder  dan splitter sehubungan dengan berbagai  panjang splitter dan nomor Reynolds yang berbeda diselidiki. Terungkap bahwa rasio  koefisien angkat splitter di  atas  silinder  tetap  mendekati  1,6  ketika  panjang splitter adalah 1,5-4 kali diameter silinder. Vortex shedding sangat terhambat ketika panjang splitter lebih besar dari nilai kritis  sekitar  empat  kali  diameter  silinder.  Perbedaan  fase koefisien angkat pada permukaan atas dan bawah dari splitter bervariasi antara −30◦  dan 30 ◦ . Koefisien angkat  maksimal tercapai  ketika  panjang splitter sekitar  2  kali  diameter silinder. Selain itu, panjang splitter memiliki sedikit pengaruh pada sudut pemisahan di sekitar silinder [3] .
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  J.  N.  Lefebvre  dan  A.  R. Jones  (2019)  mengamati  performa  airfoil  dari  NACA  0012 ditahan pada sudut serang statis dari −20° hingga 20° setelah silinder sirkular diselidiki secara eksperimental. Beban udara rata-rata waktu  diukur untuk memvariasikan aliran silinder- airfoil jarak, x∕D (berdasarkan diameter silinder D), bersama dengan gambar partikel rata-rata waktu dan fase. Perubahan dalam struktur aliran bangun silinder mengatur kinerja airfoil dalam interaksi silinder-airfoil. Untuk x∕D 2, susunan bangun silinder  adalah  sepasang vortisitas counter berputar  dalam konfigurasi  berdampingan  yang  menginduksi  hambatan
negatif  pada  airfoil.  Saat  jarak  silinder  dengan  airfoil meningkat  menjadi x∕D 3, susunan bangun silinder menjadi jalan  pusaran  von  Kármán  yang  menginduksi  medan  aliran berosilasi.  Pusaran  terdepan  terbentuk  di  atas  NACA  0012 sebagai konsekuensi dari wake silinder dan delay airfoil stall . Karya ini memberikan wawasan mendasar tentang seberapa besar  skala  turbulen  mempengaruhi  kinerja  airfoil  dalam konteks aerodinamika [4] .
Kemudian  terdapat  juga  R.  Han,  et.al. (2021)  melakukan penelitian pada silinder sirkular tunggal berdiameter 100 mm dengan penambahan airfoil NACA0012 pada Re = 5000 [5]. Chord  length airfoil terhadap  diameter  silinder  bernilai  1 dengan variasi jarak (x/D = 1; 1.5; 1.75; 2.5). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui reduksi gaya drag pada silinder dengan  penambhan airfoil yang  disusun  secara  tandem. Didapatkan  bahwa primary  vortex dapat  mengakibatkan penurunan  yang  signifikan  pada  koefisien drag konfigurasi tandem. Reduksi  koefisien drag maksimal terjadi pada X/D =1.6 dapat mencapai lebih dari 50%.
Maka  dilakukan  penelitian  secara  eksperimental  terbaru terhadap aliran yang melintasi bodi pengganggu (BP). Airfoil NACA 0012 NACA 0018 dan NACA 0024 salah satu model sayap  simetris  klasik  pada  pesawat  dengan airfoil dinamis menggunakan  metode  pengurangan drag di  sisi  silinder upstream dan downstream .  Penelitian  ini  dilakukan  secara eksperimen  dengan  menggunakan  terowongan  angin  ( wind tunnel) tipe open circuit subsonic .

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Tinjauan Pustaka
Dalam  penelitian  ini  terdapat  beberapa  aspek  yang  perlu dijelaskan: airfoil,  boundary  layer, aliran  silinder  sirkular, aliran inviscid dan viscous ,  tekanan, pressure  coefficient , drag , dan lift .

## 1) Airfoal
Salah  satu  bentuk  dari  aerodinamika  yang  dapat  berguna untuk dapat memberikan gaya angkat terhadap bodi lainnya Ketika melintasi fluida yang mengalir. Airfoil pada pesawat adalah  sebuah  bentuk  sayap  pesawat  yang  dapat menghasilkan  gaya  angkat  (lift)  atau  biasa  disebut  juga sebagai  efek  aerodinamika  ketika  melewati  suatu  aliran. Sayap  pesawat  terbang  dapat  melintang  pada  sumbu  y.  Di bidang  xz  dapat  dialiri  udara  dengan  kecepatan  V  paralel. Airfoil dapat  dilihat  pada  bagian  potongan  sayap  pesawat terbang  yang  terpotong  oleh  sumbu  xz.  Bentuk  geometri aerodinamika  dapat  diartikan  sebagai airfoil yang  dapat menghasilkan gaya angkat yang besar dengan gaya hambatan yang  sangat  kecil  ketika  melalui  fluida.  Gaya  angkat  yang telah  dihasilkan  dan  besar  dengan  gaya  hambat  yang  kecil. Airfoil dapat  dipilih  sebagai  komponen  sayap  pesawat terbang. Kemudian gaya angkat dan gaya hambat dari sayap pesawat terbang bergantung pada bentuk geometris airfoil .

## 2) Boundary Layer
Teori  lapis  batas  menjelaskan  ketika  fluida  melintasi sebuah permukaan dan mengalami gesekan antara permukaan benda padat dengan fluida tersebut akan membentuk sebuah lapis  batas.  Kemudian  ada  istilah  freestream  yang  berarti adanya fluida yang dekat dengan permukaan padat lalu terjadi gesekan yang besar sehingga daerah yang semakin jauh dari
Gambar 1. Skema boundary layer.
Gambar 2. Ilustrasi aliran.
permukaan  benda  padat  tidak  dipengaruhi  oleh  gaya  gesek. Kemudian gradien tekanan, kekasaran permukaan, perpindahan panas, freestream  disturbance, dan body forces menjadi  factor  yang  mempengaruhi  transisi  lapis  batas. Lapisan batas dapat berkembang pada lapisan yang Panjang dan  pada  dasarnya  berada  pada  permukaan  plat  datar  biasa terjadi  di  kehidupan  nyata.  Untuk  aliran  incompressible  di atas  plat  datar  halus  memiliki  gradien  tekanan  nol  dan membuat  tidak  terjadinya  perpindahan  panas.  Adanya ilustrasi teori lapis batas seperti Gambar 1 [6].

## 3) Aliran Silinder Sirkular
Aliran  yang  melintasi  silinder  sirkular  diepngaruhi  oleh besarnya bilangan Reynold semakin a) besar bilangan maka aliran  akan  semakin  turbulen  dan  momentum  yang  dimiliki fluida  juga  sebakin  besar.  Pada  turbulent  boundary  layer, kecepatan  fluida  yang  dekat  permukaan  mempunyai  nilai lebih  besar  daripada  laminar  boundary  layer.  Untuk mengetahui  bilangan  Reynolds  pada  silinder  sirkular  dapat dicari menggunakan persamaan berikut:
𝑅𝑒  = 𝑝𝑣𝐷 𝜇 = 𝑈𝐷 𝑣
4) Aliran Inviscid dan Viscous
Aliran inviscid dan viscous diberikan pada Gambar 2 [6]. Adanya  perbedaan  dari  aliran inviscid dan viscous .  Aliran invsicid biasa dapat di ilustrasikan ketika adanya aliran fluida tanpa  ada  gesekan  terhadap  dinding  permukaan  silinder sirkular atau pengaruh viskositas fluida tidak dapat memberi pengaruh  pada  aliran  fluida.  Dengan  begitu  nilai  koefisien viskositas dapat diasumsikan nol ( 𝜇 = 0). Pada kenyataannya tidak ada nilai nol dalam koefisien viskositas. Dan karena itu pada  kondisi  tertentu  tidak  ada  pengaruh  pada  sifat  fluida sehingga dapat diabaikan.

## 5) Tekanan
Tekanan  terdiri  dari  tiga  macam,  yaitu  tekanan  statis, tekanan  stagnasi,  dan  tekanan  dinamis.  Tekanan  statis merupakan  tekanan  yang  diukur  dengan  alat  ukur  tekanan yang memiliki kecepatan yang sama dengan kecepatan aliran fluida. Tekanan ini semakin menurun sepanjang aliran karena adanya  gesekan,  dan  besarnya  sama  pada  tiap  titik  di potongan  penampang  aliran.  Tekanan  stagnasi  dapat didefinisikan  sebagai  tekanan  yang  diukur  pada  daerah dimana aluran fluida diperlambat  hingga nol  dengan proses perlambatan tanpa gesekan. Tekanan yang diukur pada titik stagnasi, dimana kecepatan aliran fluida diperlambat sampai berhenti tanpa proses gesekan  ( frictionless ).
Pada  aliran incompressible ,  persamaan Bernoulli dapat digunakan untuk  menghubungkan perubahan kecepatan dan tekanan sepanjang sebuah streamline. Dengan mengabaikan ketinggian, maka persamaan Bernoulli dituliskan menjadi:
𝑃 𝜌 + 𝑈 2 2 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛
Pengukuran  tekanan  stagnasi  ( 𝑃 𝑜 )  dimana  kecepatan bernilai  nol  dan 𝑧 𝑜 = 𝑧 maka  persamaan  Bernoulli  di  atas dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
𝑃 0 =  𝑃  + 1 2 𝑃𝑈 2
Tekanan  dinamis  merupakan  selisih  antara  tekanan stagnasi dengan tekanan statis.
𝑃 0 − 𝑃 = 1 2 𝑃𝑈 2

## 6) Pressure Coefficient
Pressure coefficient adalah bilangan tak berdimensi  yang menunjukkan  perbedaan  atau  selisih  antara  tekanan  statis lokal dan tekanan statis freestream yang di nondimensionalisasi  oleh  tekanan  dinamis freestream . Pressure  coefficient dapat  dituliskan  dengan  persamaan sebagai berikut:
𝐶 𝑝 = 𝑃 𝑘 − 𝑃 ∞ 1 2 𝜌𝑈 2

## 7) Drag
Komponen gaya pada benda yang bekerja sejajar  dengan arah gerak relatif disebut dengan drag. Sedangkan untuk gaya drag  sendiri  dapat  diartikan  sebagai  gaya  yang  ditimbulkan oleh  tegangan  geser  pada  suatu  permukaan  benda  yang dilintasi fluida. Drag force (gaya drag) terjadi ketika adanya interaksi antara benda dengan fluida yang melintasinya. Gaya drag memiliki dua gaya yaitu gaya gesek dan gaya normal. Dari  kedua  gaya  tersebut  dapat  di  proyeksikan  ke  arah vertical dan horizontal sehingga dapat menghasilkan resultan dari kedua sumbu yang sejajar dengan arah kecepatan, maka koefisien drag dapat  dituliskan  dalam  persamaan  sebagai berikut:
𝐶 𝐷 = 𝐹 𝐷 1 2 𝜌𝑉 2 𝐴

## 8) Lift
Gaya aerodinamis yang arahnya tegak lurus terhadap arah aliran  fluida  merupakan  pengertian  dari  gaya lift. Penyebab terjadinya  gaya lift adalah  terjadinya  perbedaan  tekanan antara  aliran  yang  melewati  bagian  atas  benda  dengan tekanan  aliran  yang  melewati  bagian  bawah  benda.  Untuk menentukan lift suatu  benda  biasanya  digunakan  parameter tak berdimensi yang disebut dengan lift coefficient (C L ). Lift coefficient dapat dirumuskan sebagai berikut:
𝐶 𝐿 = 𝐹 𝐿 1 2 𝜌𝑉 2 𝐴

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini berisi hasil analisa dan diskusi dari data hasil eksperimen  untuk  variasi  yang  telah  disebutkan  pad  bab sebelumnya.  Hasil  yang  akan  ditunjukkan  diperoleh  dari pengujian  eksperimen  dengan  pengukuran  statis  pada permukaan  silinder (upstream ).  Dari  hasil  tersebut  akan diolah  sehingga  memperoleh  distribusi  koefisien  tekanan (Cp) pada sebuah silinder sirkular, distribusi koefisien drag pressure ( 𝐶 𝐷𝑃 ),  distribusi  koefisien lift  pressure ( 𝐶 𝐿𝑃 ),  dan profil kecepatan dibelakang silinder sirkular.
Penulisan  pada  bab ini  dimulai  dari  pembahasan  validasi silinder  sirkular  tunggal,  dilanjutkan  dengan  pembahasan distribusi koefisien tekanan (C P ) pada sebuah silinder sirkular tersusun  tandem  tanpa  bodi  pengganggu  dan  bodi pengganggu  kontur  0 o ,  90 o ,  dan  270 o .  Selanjutnya ditampilkan koefisien drag pressure (C DP ) dan koefisien lift pressure (C LP ),  serta  profil  kecepatan.  Sebagian  hasil  yang ditampilkan  untuk  perbandingan  variasi  rasio  jarak  (S/D)  =
0,2  dan  1,4,  sedangkan  sebagiannya  terdapat  pada  bagian lampiran.
A. Analisa Validasi Distribusi Koefisien Tekanan (Cp) pada Silinder Sirkular Utama Perbandingan
yang digunakan dengan cara membandingkan  nilai  distribusi  koefisien  tekanan  pada silinder  tunggal  studi  eksperimen  pada  bilangan Reynolds sebesar  2,2x10 4 berdiameter  25  mm,  dan  dibandingkan dengan nilai distribusi koefisien tekanan pada silinder tunggal studi  eksperimen  pada  bilangan Reynolds sebesar  2,01x10 4 yang  dilakukan  oleh  Sang-Joon  Lee,  et.al.  (2004).  Nilai distribusi koefisien tekanan studi eksperimen yang dilakukan, didapatkan dari pembacaan tekanan statis pada 4 pressure tap silinder  sirkular  yang  diletakkan  pada  sudut  kontur  0 o ,  90 o , 180 o , 270 o , dan data diambil setiap perubahan sudut 𝜃 sebesar 5 o menggunakan manometer dengan kemiringan 15 o [1]. Data tersebut  diolah  menggunakan  persamaan  3.1,  sehingga didapatkan grafik seperti pada Gambar 3.
Pada  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa  tidak  terdapat perbedaan  yang  signifikan  antara  kedua  data.  Pada  hasil eksperimen  dan  Sang-Joon  Lee,  et.al.  (2004)  sama  –  sama memiliki titik stagnasi pada 0 o . Hasil eksperimen aliran fluida mengalami peningkatan kecepatan yang signifikan pada 10 o hingga  didapati  kecepatan  maksimum  pada  75 o ,  sedangkan pada  didapati  peningkatan  kecepatan  aliran  fluida  yang signifikan  pada  20 o hingga  didapati  kecepatan  maksimum pada  70 o [1].  Kemudian  aliran  sama  –  sama  mengalami perlambatan  aliran  fluida  akibat  terdapat adverse  pressure dengan  meningkatnya  nilai  distribusi  koefisien  tekanan sampai aliran tidak mampu untuk melawan adverse pressure dan gesekan sehingga terjadi separasi dengan nilai distribusi koefisien  tekanan  mulai steady pada  90 o untuk  eksperimen yang  dilakukan  dan  Lee  (2004).  Nilai  distribusi  koefisien tekanan  dipengaruhi  oleh  bilangan  Reynolds  dan kecepatan free-stream aliran yang melalui silinder sirkular tunggal.
B. Analisa Distribusi Koefisien Tekanan (Cp) pada Silinder Sirkular  yang  terusun  secara  Tandem  dengan  Variasi Penambahan Bodi Pengganggu
Tren grafik koefisien tekanan (Cp) yang hampir sama pada silinder upstream dengan  penambahan  bodi  pengganggu berupa NACA 0012 dan NACA 0024 dengan jarak (S/D) 0,2; 0,6;  1,0;  dan  1,4,  diberikan  pada  Gambar  4  dan Gambar  5. Posisi letak titik stagnasi berada tepat pada sudut 0° dimana memiliki  nilai  distribusi  koefisien  tekanan  sebesar  satu. Setelah  titik  stagnasi,  aliran  mengalami  percepatan  yang ditandai  dengan  menurunnya  nilai  distribusi  koefisien tekanan (Cp). Pada variasi jarak (S/D) 0,2 percepatan terjadi hingga sudut  60° ( upper side ) dan 290° ( lower side ), untuk
variasi jarak (S/D) 0,6 terjadi percepatan aliran hingga sudut 60°  ( upper  side )  dan  285°  ( lower  side ).  Selanjutnya  pada variasi  jarak  (S/D)  1  percepatan  terjadi  hingga  sudut  65° ( upper side ) dan 290°  ( lower side ) dan variasi jarak (S/D) 1,4 percepatan  terjadi  hingga  sudut  70°  ( upper  side )  dan  285° ( lower  side ).  Percepatan  yang  terjadi  karena  aliran  melalui daerah favorable yang  kemudian  nilai  distribusi  koefisien tekanan  (Cp)  mengalami  kenaikan  Kembali  dikarenakan aliran melalui adverse pressure.
Tren grafik koefisien tekanan (Cp) yang hampir sama pada silinder upstream dengan  penambahan  bodi  pengganggu berupa NACA 0024 dengan jarak (S/D) 0,2; 0,6; 1,0; dan 1,4. Posisi letak titik stagnasi berada tepat pada sudut 0° dimana memiliki  nilai  distribusi  koefisien  tekanan  sebesar  satu. Setelah  titik  stagnasi,  aliran  mengalami  percepatan  yang ditandai  dengan  menurunnya  nilai  distribusi  koefisien tekanan (Cp). Adapun perbedaan dari masing-masing variasi jarak  yang  terlihat  pada coefficient  base  pressure atau  nilai tekanan yang berada pada sepanjang daerah  separasi  aliran. Dimana coefficient  base  pressure tertinggi  berada  pada konfigurasi  jarak (S/D) 0,2 sedangkan nilai coefficient  base pressure terendah  berada  pada  konfigurasi  jarak  (S/D)  1,4. Kemudian dapat dilihat bahwa pada jarak (S/D) 0,2 memiliki nilai  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  yang  paling  tinggi dibandingkan dengan variasi lainnya dan pada jarak (S/D) 1,4 memiliki nilai distribusi koefisien tekanan (Cp) yang paling rendah.  Hal  ini  dapat  mengindikasikan  bahwa  adanya penambahan  bodi  pengganggu  berupa airfoil NACA  0024 paling optimal untuk mereduksi gaya drag pada jarak (S/D) 0,2. Selain itu juga dapat disimpulkan bahwa pada jarak (S/D) > 0,2 kemampuan untuk mereduksi gaya drag pada silinder sirkular utama akan semakin berkurang.
Gambar  3. Grafik  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  pada  silinder  sirkular utama sebagai validasi eksperimen.
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 Cp Sudut Kontur (θ) Lee at al Eksperimen
Gambar  4.  Grafik  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  pada  silinder  sirkular dengan penambahan bodi pengganggu berupa NACA 0012.
Gambar  5.  Grafik  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  pada  silinder  sirkular dengan penambahan bodi pengganggu berupa NACA 0024. -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Cp Sudut Kontur ( θ ) 0,2 0,6 1 1,4 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Cp Sudut Kontur ( θ ) 0,2 0,6 1 1,4
C. Analisa  Pengaruh  Penambahan  Bodi  Pengganggu Terhadap  Distribusi  Koefisien  Tekanan  (Cp)  pada  Sebuah Silinder Sirkular yang tersusun secara Tandem menggunakan variasi jarak.
Pada  bagian  ini  akan  ada  penjelasan  mengenai  analisa pengaruh  penambahan  bodi  pengganggu  berupa  NACA 0012, NACA 0018, dan NACA 0024  terhadap distribusi nilai koefisien  tekanan  (Cp)  pada  variasi  jarak  (S/D)  0,2;  0,6;  1; dan  1,4  dengan  bilangan Reynolds sebesar    2,01  x  10 4 , diberikan pada Gambar 6 dan Gambar 7.  Perbedaan dalam pengaruh  penggunaan  variasi airfoil pada  silinder  sirkular utama  akan  menghasilkan  perbedaan  distribusi  koefisisen tekanan  yang  terjadi  pada  silinder  sirkular  utama.  Pada penambahan airfoil di  belakang  silinder  sirkular  akan menghasilkan  tren  distribusi  koefisisen  tekanan  yang memiliki  nilai  yang  lebih  tinggi  daripada  silinder  sirkular tunggal.  Dapat  dilihat  bahwa  penambahan airfoil NACA 0024  memiliki  pengaruh  yang  paling  optimal  dalam meingkatkan nilai distribusi koefisisen tekanan pada silinder sirkular  utama  dengan  nilai  distribusi  tekanan  pada  daerah yang  mengalami  separasi  sebesar  -0,80.  Peningkatan  yang terjadi  dalam  nilai coefficient  base  pressure yang  paling rendah  terjadi  pada  variasi  penambahan  dengan airfoil NACA 0012. Maka dapat disimpulkan bahwa semakin besar ketebalan airfoil yang digunakan akan menyebabkan semakin besar  pengaruhnya  terhadap  peningkatan  nilai  distribusi koefisien tekanan pada silinder sirkular utama.
D. Analisa  Distribusi  Koefisien  Drag  Pressure  ( 𝐶𝐷𝑃 )  dan Koefisien  Lift  Pressure  ( 𝐶𝑙𝑃 ),  pada  Silinder  Sirkular  yang tersusun secara Tandem.
1) Distribusi Koefisien Drag Pressure ( 𝐶𝐷𝑃 ) pada Silinder Sirkular  dengan  Penambahan  Bodi  Pengganggu  yang tersusun secara Tandem
Distribusi  koefisien  drag  pressure  ( 𝐶 𝐷𝑃 )  pada  silinder sirkular  dengan  bodi  pengganggu  berupa  NACA  0024 memiliki nilai tertinggi untuk setiap variasi  jarak (S/D) 0,2; 0,6;  1;  dan  1,4  dibandingkan  dengan  silinder  yang menggunakan  bodi  pengganggu  berupa  NACA  0012,  dan NACA 0018. Nilai distribusi koefisisen drag pressure ( 𝐶 𝐷𝑃 ) terendah  berada  pada  silinder  dengan  NACA  0012  untuk variasi  setiap  jarak  (S/D)  0,2;  0,6;  1;  dan  1,4  tersebut menunjukkan  bahwa  aliran  yang  melalui  silinder  sirkular dengan  penambahan  bodi  pengganggu  NACA  0012 mengalami  kenaikan  pada  setiap  variasi  jarak  (S/D)  0,2 sampai  1,4.  Kemudian  hal  itu  juga  terjadi  pada  silinder dengan  NACA  0018,  dan  NACA  0024.  Dimana  tren  grafik pada setiap bertambahnya jarak mengalami kenaikan. Semua hasil distribusi koefisien drag pressure ( 𝐶 𝐷𝑃 ) silinder sirkular dengan penambahan bodi  pengganggu yang tersusun secara tandem  telah  dibuat  tabel  seperti  pada  Tabel  1.  Kemudian dibuat grafik seperti pada Gambar 8.
Pada Gambar 8 dapat dilihat bahwa pengaruh penambahan bodi  pengganggu  NACA  0012,  NACA  0018,  dan  NACA 0024 menyebabkan peningkatan nilai koefisien drag pressure pada silinder sirkular. Pengaruh tersebut terjadi pada semua variasi  jarak (S/D)  0,2;  0,6;  1;  dan  1,4.  Distribusi  koefisien drag pressure pada konfigurasi silinder tandem dengan bodi pengganggu untuk  silinder sirkular menunjukkan pola yang hampir menyerupai untuk setiap variasi jaraknya.
Lalu karena nilai koefisien drag pressure silinder sirkular mengalami peningkatan pada setiap konfigurasi jarak S/D 0,2 hingga 1,4. Ditandai dengan adanya nilai base pressure dari konfigurasi  jarak S/D 0,6 lebih tinggi  dibandingkan dengan konfigurasi jarak S/D 1. Seperti pada konfigurasi jarak S/D 1 yang lebih tinggi dari  konfigurasi jarak S/D 1,4. Setelah itu nilai  koefisien  drag  pressure  mengalami  penurunan  menuju nilai  terendah  yaitu  pada  konfigurasi  jarak  S/D  1,4. Kemudian didapatkan kesimpulan bahwa pengaruh
Tabel 1. Nilai Koefisien drag pressure (C DP ) pada seluruh variasi eksperimen Koefisien Drag Pressure (C DP ) Varisi Silinder Sirkular+ NACA 0012 Silinder Sirkular+ NACA 0018 Silinder Sirkular+ NACA 0024 S/D 0,2 1,15 1,14 1,12 0,6 1,17 1,15 1,13 1 1,19 1,18 1,15 1,4 1,20 1,19 1,18
Gambar  8. Grafik  distribusi  koefisien  drag  pressure  silinder  sirkular  0024 yang tersusun secara tandem dengan bodi pengganggu berupa NACA 0012, NACA 0018, dan NACA 0024. 0.7 0.8 0.9 1 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 C DP /C DP0 S/D Silinder + NACA 0012 Silinder + NACA 0018 Silinder + NACA 0024
Gambar  6.  Grafik  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  pada  silinder  sirkular dengan  penambahan  bodi  pengganggu  dengan  menggunakan  variasi  jarak (S/D) 0,2.
Gambar  7.  Grafik  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  pada  silinder  sirkular dengan  penambahan  bodi  pengganggu  dengan  menggunakan  variasi  jarak (S/D) 1,4.
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Cp Sudut Kontur (θ) Silinder Tunggal Silinder Sirkular + NACA 0012 Silinder Sirkular + NACA 0018 Silinder Sirkular + NACA 0024 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Cp Sudut Kontur (θ)
Silinder Tunggal Silinder Sirkular + NACA 0012
Silinder Sirkular + NACA 0018
Silinder Sirkular + NACA 0024
penambahan  bodi  pengganggu  NACA  0012,  NACA  0018, dan NACA 0024 memberikan dampak pada silinder sirkular. Pada  silinder  sirkular  dengan  NACA  0012  mengalami peningkatan.  Begitu  pula  pada  silinder  sirkular  dengan NACA 0018, dan NACA 0024.
Selain adanya pengaruh jarak terhadap kemampuan sebuah airfoil dalam mereduksi koefisien drag pressure pada silinder sirkular  utama,  perbedaan  jenis airfoil yang  dipakai  pada suatu  tertentu  juga  memiliki  pengaruh  yang  signifikan terhadap  reduksi  koefisien drag  pressure pada  silinder sirkular  utama.  Berdasarkan  Gambar  8  pada  suatu  jarak tertentu terlihat bahwa pada penambahan airfoil NACA 0024 dengan  ketebalan  yang  paling  besar  memiliki  kemampuan mereduksi  koefisien drag pressure yang paling optimal dan penambahan  dengan  NACA  0012  yang  merupakan airfoil dengan ketebalan paling kecil memiliki kemampuan reduksi drag pressure yang tidak terlalu signifikan. Oleh karena itu, pada  suatu  jarak  tertentu  penambahan  bodi  pengganggu berupa airfoil dengan  ketebalan  yang  semakin  besar  pada silinder  sirkular  tunggal  dapat  mereduksi  gaya drag yang bekerja pada silinder sirkular utama dengan semakin optimal.
Kemudian  pada  seluruh  variasi  yang  dilakukan  secara eksperimen,  didapatkan  reduksi  koefisien drag  pressure paling  optimal  terjadi  pada  variasi  silinder  sirkular  dengan penambahan airfoil NACA 0024 pada jarak (S/D) 0,2 dengan kemampuan reduksi sebesar 16%. Sebaliknya, variasi silinder sirkular dengan penambahan bodi pengganggu berupa airfoil NACA 0012 pada jarak (S/D) 1,4 terjadi reduksi paling kecil dengan  kemampuan  reduksi  sebesar  9%..  Hasil  ini  juga dipengaruhi  oleh  distribusi  koefisien  tekanan  (Cp)  dan koefisien base  pressure (C BP ).  Dimana  pada  nilai  koefisien base  pressure (C BP ).  yang  lebih  tinggi  maka  memiliki  nilai koefisien drag pressure ( 𝐶 𝐷𝑝 ) yang lebih rendah. Begitu pula sebaliknya.
2) Distribusi Koefisien Lift Pressure pada Silinder Sirkular yang Tersusun Tandem dengan Bodi Pengganggu
Pada  sub  bab  ini  akan  ada  analisis  mengenai  pengaruh penambahan  bodi  penggangu  berupa  airfoil  NACA  0012, NACA 0018, dan NACA 0024 di belakang silinder sirkular utama dengan variasi jarak (S/D) 0,2; 0,6; 1; dan 1,4. Namun pada silinder sirkular tunggal tidak memiliki gaya lift yang bekerja  dengan  koefisien lift  pressure sebesar  nol.  Pada Gambar  9  dapat  dilihat  bahwa  pada  penambahan  bodi pengganggu  berupa airfoil di  belakang  silinder  sirkular utama  tidak  memiliki  pengaruh  yang  signifikan  ataupun besar  terhadap  gaya lift yang  bekerja  pada  silinder  sirkular utama dengan nilai koefisien lift pressure pada keseluruhan variasi mendekati nol. Kemudian didapatkan nilai distribusi koefisien  lift  pressure  pada  silinder  dengan  NACA  0012 dengan  variasi  jarak  (S/D)  0,2;  0,6;  1;  1,4  dengan  hasil koefisien lift  pressure yang  positif  bernilai  sebesar  0,007; 0,064, 0,093, 0,087.
Kemudian  dari  Gambar  9  yang  didapatkan  hasil  secara eksperimen  ini  didapatkan  nilai  koefisien lift  pressure tertinggi  terdapat  pada  variasi  silinder  sirkular  dengan penambahan  bodi  pengganggu  berupa  NACA  0024  pada jarak  (S/D)  1  dengan  nilai  koefisien lift  pressure sebesar 0,128.  Kemudian  nilai  koefisien lift  pressure positif mengindikasikan  terjadinya lift  force pada  silinder  sirkular utama  dan  sebaliknya.  Pada  dasarnya  profil  geometri  dari sebuah airfoil simetris  tidak  memiliki  nilai  koefisien lift pressure yang lebih kecil dibandingkan dengan jenis airfoil lainnya  karena  perbedaan  tekanan  yang  terjadi  relatif  kecil pada airfoil simetris. Airfoil simetris  diruncang  untuk  tidak menghasilkan  gaya lift yang  besar  berbeda  dengan airfoil asimetris yang memang dirancang untuk menghasilkan gaya lift yang besar.

## IV. KESIMPULAN
Hasil  dari  penelitian  untuk  mengetahui  pengaruh penambahan  bodi  pengganggu  terhadap  karakteristik  aliran melalui sebuah silinder sirkular yang tersusun secara tandem menunjukkan  kesimpulan  sebagai  berikut.  (1)  Pengaruh penambahan bodi pengganggu pada konfigurasi silinder yang terusun  secara  tandem  pada wind  tunnel berpenampang octagonal terhadap  penuruanan  nilai coefficient  drag pressure yang efektif terjadi pada konfigurasi silinder dengan bodi  pengganggu  yang  diletakkan  pada  belakang  silinder sirkular  utama  dengan  semua  variasi  jarak  (S/D)  0,2.  (2) Penambahan  bodi  pengganggu  NACA  0024  efektif mempengaruhi  distibusi  nilai  koefisien  tekanan.  Terjadi percepatan  aliran  yang  sedang  mengalami  separasi  karena pengaruh dari  ketebalan dan konfigurasi  jarak yang dipakai pada  silinder  dengan  bodi  pengganggu  NACA  0024.  (3) Dengan adanya penambahan bodi pengganggu NACA 0012, NACA 0018, dan NACA 0024 juga menyebabkan kenaikan nilai  koefisien drag  pressure yang  selaras  dengan bertambahnya variasi jarak. (4) Pengambilan profil kecepatan dilakukan  pada  bidang vertical yang  menunjukkan  bahwa luas  daerah wake pada  konfigurasi  silinder  yang  tersusun secara tandem  dengan bodi pengganggu dengan jarak (S/D) 1,4 cenderung lebih sempit dibandingkan dengan konfigurasi yang lainnya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  S.-J. Lee, S.-I. Lee, and C.-W. Park, “Reducing the drag on a circular cylinder by upstream installation of a small control rod,” Fluid  Dyn. Res. , vol. 34, no. 4, pp. 233–250, 2004, doi: 10.1016/j.fluiddyn.2004.01.001.
[2]  D.  V.  Wijanarko  and  W.  A.  Widodo,  “Numerical  Study  of  Passive Control Flow on Cylinder by Splitter Plate in Narrow Channel,” in 3rd International Conference on Mechanical Engineering (ICOME 2017) , 2018, pp. 1–6. doi: 10.1063/1.5046223.
[3]  X. An, B. Song, W. Tian, and C. Ma, “Numerical research of flow past a circular cylinder with splitter plate at a subcritical reynolds number region,” J  Shanghai  Jiaotong  Univ  Sci ,  vol.  24,  no.  1,  pp.  113–121, 2019, doi: 10.1007/s12204-019-2045-y.
[4]  J. N. Lefebvre and A. R. Jones, “Experimental investigation of airfoil performance in the wake of a circular cylinder,” AIAA J. , vol. 57, no. 7, pp. 2808–2818, 2019, doi: 10.2514/1.J057468.
[5]  R. Han, W. Liu, X. L. Yang, and X. H. Chang, “Effect of NACA0012 airfoil pitching oscillation on flow past a cylinder,” Energies , vol. 14, no. 17, p. 5582, 2021, doi: 10.3390/en14175582.
[6]  P. J. Pritchard and J. C. Leylegian, Introduction to Fluid Mechanics . USA: John Wiley & Sons, 2011. ISBN: 9780470547557.
Gambar  9.  Grafik  distribusi  koefisien  lift  pressure  silinder  sirkular  yang tersusun secara tandem dengan bodi pegganggu NACA 0012, NACA 0018 dan NACA 0024.
-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 CLP S/D Silinder + NACA 0012 Silinder + NACA 0018 Silinder + NACA 0024