Karakteristik Panas pada Exhaust manifold dengan Variasi Putaran Mesin menggunakan Computational Fluid Dynamics
Muhkamad Wakid 1 , Agus Widyianto 2* , Asri Widowati 3
1 Departemen Pendidikan Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta, Kampus UNY Karang Malang 55281
2 Departemen Teknik Mesin dan Otomotif, Fakultas Vokasi, Universitas Negeri Yogyakarta, Kampus UNY Wates 55652
3 Departemen Pendidikan IPA, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Yogyakarta, Kampus UNY Karang Malang 55281
*Corresponding Author: aguswidyianto@uny.ac.id

## Abstract
The use of technology in the automotive industry has had a significant impact on vehicle engine efficiency.  One  of  the  critical  aspects  of  the  combustion  system  is  heat  management  in  the exhaust manifold . This research aims to characterize the distribution of heat, pressure, and exhaust gas flow velocity in the exhaust manifold with variations in engine speed using Computational Fluid Dynamics (CFD). This research used four engine speed variations, namely 750 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, and 2000 rpm. Each engine speed variation has a different temperature and exhaust gas flow speed at each inlet. An engine speed of 750 rpm raises the exhaust manifold material temperature to 235°C. The surface  temperature  of  the  material  increases  significantly  with  the  machine's  speed.  A  comparison between  the  exhaust  gas  temperature  profile  and  the  surface  temperature  of  the exhaust  manifold material reveals a close relationship between engine activity and surface temperature. The increase in temperature  as  engine  speed  increases  reflects  the  intensification  of  combustion  activity,  directly impacting  manifold  temperature  stability.  Exhaust  gas  pressure  analysis  highlights  the  increase  in pressure as engine speed increases. Pressure spikes at high engine speeds indicate an exhaust gas flow volume and velocity intensification during the combustion phase. The exhaust gas flow velocity profile shows an increase in line with increasing engine speed.
Key Words: Exhaust manifold, Flow speed, Nitrogen oxide, Computational Fluid Dynamics

## Abstrak
Pemanfaatan  teknologi  dalam  industri  otomotif  telah  memberikan  dampak  signifikan  terhadap efisiensi mesin kendaraan. Salah satu aspek kritis dalam sistem pembakaran adalah manajemen panas pada exhaust manifold . Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakteristikkan distribusi panas, tekanan dan kecepatan aliran gas buang pada exhaust manifold dengan variasi putaran mesin menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Dalam penelitian ini menggunakan empat variasi putaran mesin yaitu 750 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm dan 2000 rpm. Setiap variasi putaran mesin memiliki suhu serta kecepatan  aliran  gas  buang  yang  berbeda  pada  setiap  saluran  masuknya.  Putaran  mesin  750  rpm menaikkan suhu material manifold buang hingga 235°C. Suhu permukaan material meningkat secara signifikan  seiring  dengan  kecepatan  mesin.  Perbandingan  antara  profil  suhu  gas  buang  dan  suhu permukaan bahan exhaust manifold mengungkapkan hubungan erat antara aktivitas mesin dan suhu permukaan.  Peningkatan  suhu  seiring  dengan  kenaikan  putaran  mesin  mencerminkan  intensifikasi aktivitas pembakaran, memiliki dampak langsung pada kestabilan suhu manifold. Analisis tekanan gas buang  menyoroti  peningkatan  tekanan  seiring  dengan  peningkatan  putaran  mesin.  Lonjakan  tekanan pada putaran mesin tinggi mengindikasikan intensifikasi dalam volume dan kecepatan aliran gas buang selama fase pembakaran. Profil kecepatan aliran gas buang menunjukkan peningkatan sejalan dengan pertambahan putaran mesin.
Kata Kunci: Exhaust manifold , Kecepatan aliran, Nitrogen oksida, Komputasi Dinamika Fluida

## PENDAHULUAN
Sistem pembuangan memainkan peran krusial dalam mengeluarkan gas buang dari ruang bakar  kendaraan  secara  terkontrol.  Seiring  meningkatnya  kekhawatiran  terhadap  dampak ekologi  akibat  gas  buang  dan  adanya  pembatasan  emisi  polutan  berdasarkan  norma  British Standard  (BS),  persyaratan  terhadap  sistem  pembuangan  kendaraan  telah  meningkat  secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir (Bral, Tripathi, Dewangan, & Mahato, 2022). Dalam konteks  sistem  pembuangan,  dua  parameter  kunci  yang  perlu  dievaluasi  dari  sudut  pandang emisi adalah tekanan balik dan kecepatan pembuangan. Tekanan balik merujuk pada tekanan gas  buang  yang  diperlukan  untuk  mengatasi  hambatan  pelepasan  gas  ke  atmosfer,  diukur sebagai tekanan pengukur di outlet manifold buang. Gas buang tidak dihasilkan dalam aliran yang  kontinu  atau  lancar;  sebaliknya,  gas  buang  dihasilkan  dalam  bentuk  pulsa,  dan kecepatannya disebut sebagai kecepatan pembuangan (Kumar et al., 2022).
Peningkatan tingkat tekanan balik memberikan beban tambahan pada mesin, melibatkan kerja mekanis tambahan, dan dapat mengakibatkan peningkatan konsumsi bahan bakar, emisi (partikulat matter atau PM), karbon monoksida (CO), suhu gas buang, serta potensi kegagalan segel.  Namun,  kecepatan  pembuangan  yang  lebih  tinggi  dapat  membuang  lebih  banyak  gas buang selama proses tumpang tindih katup. Dengan kata lain, meskipun peningkatan tekanan balik  dapat  berdampak  negatif  pada  performa  mesin,  kecepatan  pembuangan  yang  optimal dapat  membantu  dalam  pengelolaan  emisi  dengan  memastikan  pengeluaran  gas  buang  yang efisien selama fase tumpang tindih katup (Sulistyo, Sofyan, Sukardi, & Widyianto, 2023). Oleh karena itu, keseimbangan antara tekanan balik dan kecepatan pembuangan menjadi kunci dalam merancang  sistem  pembuangan  yang  efisien,  mempertimbangkan  tantangan  ekologis  dan regulasi  emisi  yang  semakin  ketat  (Sadhasivam,  Murugan,  Vairamuthu,  &  Priyadharshini, 2021).
Analisis CFD terhadap berbagai sistem pembuangan telah menjadi fokus penelitian dalam beberapa karya terbaru. Sejumlah penelitian mendalam telah dilakukan untuk memahami dan meningkatkan performa manifold buang serta mengevaluasi karakteristik panas pada berbagai kondisi  operasional  mesin.  Sebagai  contoh,  dalam  penelitian  (Alphonse  &  Kumar,  2021), analisis CFD difokuskan pada perancangan manifold buang dengan tujuan untuk memahami berapa banyak panas yang hilang dan bagaimana cara menyimpannya. Penelitian lain (Desai et al.)  melakukan  investigasi  menggunakan  CFD  untuk  menganalisis  pengaruh  kecepatan, temperatur,  dan  tekanan  balik  pada  manifold  buang  mesin  dengan  bahan  bakar  alternatif berbeda. Hasilnya memberikan wawasan tentang bagaimana berbagai faktor ini memengaruhi kinerja sistem pembuangan.
Sebuah penelitian (Pathak & Deshmukh, 2021) mengeksplorasi karakteristik perpindahan panas  dari  manifold  buang  yang  digabungkan  dengan  sirip,  menunjukkan  peningkatan kemampuan pembuangan panas sebesar 3,01% dan penurunan suhu maksimum sebesar 2,42%. Penelitian  (Teja,  Ayyappa,  Katam,  &  Anusha,  2016)  pada  mesin  bensin  empat  silinder menekankan pentingnya desain yang tepat untuk kinerja mesin secara keseluruhan melalui studi numerik  pada  dua  manifold  buang  yang  berjalan  pada  kecepatan  konstan  2800  rpm. Selanjutnya,  penelitian  (Bajpai,  Chandrakar,  Agrawal,  &  Shekhar,  2017)  membahas transformasi  desain exhaust  manifold dan  dampaknya  terhadap  analisis,  desain,  dan  kinerja exhaust  manifold ,  dengan  mempertimbangkan  penggunaan  bahan  bakar  alternatif.  Sebuah penelitian (Manohar & Krishnaraj) lebih lanjut melakukan analisis dinamika fluida komputasi untuk  mempelajari  karakteristik  aliran exhaust  manifold ,  termasuk  tekanan,  kecepatan,  dan suhu.  Terakhir,  dalam  konteks  manajemen  termal  kendaraan,  sebuah  penelitian  (Guoquan, Huaming, Lin, & Xiaobin, 2021) menyoroti prediksi efek perpindahan panas yang tidak stabil menggunakan metode setara kecepatan stabil. Metode ini membantu dalam memahami denyut suhu  gas  buang  dan  aliran  udara  eksternal,  memberikan  kontribusi  penting  dalam pengembangan sistem manajemen termal yang efisien.
Dalam penelitian sebelumnya (Maheshappa, Pravin, U mesh , & Veena, 2013), analisis CFD terhadap konverter katalitik dilakukan dengan tujuan menurunkan tekanan balik pada sistem pembuangan mesin diesel melalui pengurangan partikel. Dalam penelitian yang serupa, analisis CFD digunakan untuk menentukan geometri manifold buang yang ideal pada mesin SI multi- silinder  untuk  mengurangi  emisi  (U mesh &  Rajagopal,  2013).  Untuk  meningkatkan  sistem pembuangan, perilaku konverter katalitik tiga arah diteliti dalam kondisi aliran aksial dan radial (Taibani & Kalamkar, 2012). Analisis sistem manifold buang bagian Y untuk meningkatkan kinerja mesin telah ditawarkan oleh Seenikannan dkk. (Seenikannan, Periyasamy, & Nagaraj, 2008) sebagai contoh penggunaan khusus. Analisis CFD-FE digunakan dalam penelitian Deger dan rekannya (Deger, Simperl, & Jimenez) untuk mempelajari perilaku manifold buang untuk meningkatkan kinerja mesin diesel. Dalam penelitian lain (Al-Khishali, Mashkour, & Omaraa, 2010), metode eksperimental dan teoritis  digunakan untuk  mempelajari fitur aliran manifold buang  mesin  bensin  satu  silinder.  Selain  itu,  studi Computational  Fluid  Dynamics (CFD) digunakan untuk mempelajari tekanan balik pada manifold buang. Penelitian ini berfokus pada mesin  CONTESSA  yang  memiliki  kapasitas  20 HP  dengan  kecepatan  maksimum  2000  rpm (Gopal,  Kumar,  &  Kumaragurubaran,  2009).  Studi  ini  menggunakan  analisis  CFD  untuk memberikan gambaran yang lebih mendalam tentang bagaimana perubahan geometri, desain, dan  kondisi  operasional  pada  berbagai  komponen  sistem  pembuangan  dapat  memengaruhi
kinerja dan emisi mesin.
Berdasarkan serangkaian penelitian sebelumnya, metode Computational Fluid Dynamics (CFD) tetap menjadi pilihan utama untuk simulasi aliran gas buang. Penggunaannya yang luas dan efektif telah memotivasi penelitian ini dengan tujuan utama mengkarakterisasi distribusi panas,  tekanan,  dan  kecepatan  aliran  gas  buang  pada  berbagai  kondisi  putaran  mesin.  CFD memberikan kemampuan untuk memodelkan secara rinci dan akurat dinamika aliran gas buang, memungkinkan  pemahaman  mendalam  tentang  bagaimana  perubahan  putaran  mesin  dapat memengaruhi sifat-sifat termal dan hidrodinamika dari sistem pembuangan. Studi ini mengisi celah pengetahuan dengan fokus pada karakterisasi distribusi panas untuk memahami transfer panas di dalam sistem exhaust manifold . Selain itu, pemahaman tentang distribusi tekanan dan kecepatan aliran gas buang diharapkan memberikan wawasan yang lebih kaya terkait dengan dinamika  aliran  dan  pengaruhnya  terhadap  kinerja  sistem  secara  keseluruhan.  Dengan menggabungkan  aspek-aspek  ini,  penelitian  ini  bertujuan  memberikan  kontribusi  signifikan dalam  pengembangan  solusi  desain  yang  optimal  untuk  meningkatkan  efisiensi  dan  kinerja sistem pembuangan, serta mengidentifikasi potensi masalah terkait suhu, tekanan, dan aliran gas buang.

## METODE

## Model Exhaust Manifold
Model  sistem exhaust  manifold yang  disederhanakan  dirancang  dengan  fokus  pada  unit pipa,  yang  terdiri  dari  bagian  saluran  masuk  dan  saluran  keluar,  sebagaimana  terlihat  dalam ilustrasi  pada  Gambar  1.  Konfigurasi  ini  melibatkan  empat  saluran  masuk  dan  satu  saluran keluar.  Saluran  masuk  berfungsi  sebagai  jalur  masuk  untuk  gas  buang  sisa  pembakaran  dari ruang bakar, yang selanjutnya dialirkan melalui pipa exhaust manifold menuju saluran keluar. Dengan memusatkan perhatian pada pipa unit ini, kita dapat mengamati perpindahan panas dari pipa yang dipanaskan ke udara yang mengalir melalui pipa tersebut.
Ketika mempertimbangkan model penyederhanaan ini, diameter saluran masuk dan keluar dipertahankan pada dimensi yang sama, yakni sebesar 39 mm. Panjang total exhaust manifold mencapai  510 mm dengan ketebalan pipa sebesar 3 mm. Jarak antara lubang saluran masuk diatur pada 126,67 mm, sementara bagian atas manifold memiliki ketebalan sebesar 20 mm. Bagian saluran keluar, sebagai akhir jalur, dibuat dengan ketebalan 10 mm. Pemilihan dimensi dan bentuk ini dipertimbangkan secara cermat untuk mensimulasikan aliran gas buang berupa nitrogen  oksida  (NOx)  yang  memasuki  saluran  masuk  dan  mengalir  melalui  seluruh  sistem exhaust manifold . Penting untuk mencatat bahwa gambaran lengkap mengenai dimensi model ini dapat ditemukan pada Gambar 1, memberikan pandangan visual yang jelas terhadap struktur dan proporsi exhaust manifold yang digunakan dalam simulasi. Dimensi yang dipilih dengan hati-hati ini membentuk dasar  yang kuat untuk memahami dan mensimulasikan perpindahan panas di dalam sistem ini, memungkinkan analisis yang mendalam terhadap karakteristik panas pada exhaust manifold .

## Pengaturan Mesh
Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) menjadi pilihan utama dalam mempelajari perpindahan panas dari sistem yang diinvestigasi, dan telah menjadi alat yang sangat digunakan oleh peneliti sebelumnya (Alphonse & Kumar, 2021; Desai et al.; Pathak & Deshmukh, 2021). Simulasi CFD menghasilkan mesh yang memungkinkan perhitungan perpindahan panas dalam sistem secara numerik. Dalam penelitian ini, elemen poly-hexcore dipilih sebagai dasar struktur mesh . Untuk memastikan keseimbangan antara akurasi dan efisiensi komputasi, ukuran elemen maksimum diatur sebesar 12,5 mm, sementara ukuran elemen minimum ditetapkan sebesar 0,5 mm.  Pengaturan  tingkat  pertumbuhan  sebesar  1,2  diterapkan  pada mesh untuk  memastikan transisi  yang lancar  antara elemen  yang lebih kecil dan lebih besar.  Kualitas jaringan dijaga dengan  menjaga  target  kemiringan  sebesar  0,8.  Teknik  smoothing mesh dilakukan  dengan menggunakan tingkat kehalusan sedang, sehingga hasil mesh yang dihasilkan tetap konsisten dan dapat diandalkan.
Gambar 2. Hasil mesh model exhaust manifold
Metode  inflasi  digunakan  pada  permukaan  pipa  karena  pergerakan  udara  di  dalam  pipa sangat penting. Dengan tingkat pertumbuhan 1,2 dan rasio transisi 0,272, lima lapisan inflasi diterapkan. Bahkan di sekitar area yang mengalami perubahan geometris yang signifikan, mesh tetap  akurat  berkat  penerapan  peralihan  lapisan  inflasi  yang  mulus.  Gambar  2  menunjukkan hasil  simulasi  yang  menghasilkan mesh dengan  36.899  node  dan  259.968  elemen.  Analisis kualitas mesh menyimpulkan bahwa hasilnya sangat mirip dengan perilaku model dalam dunia nyata. Akibatnya, mesh yang dibuat dapat diandalkan untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang perpindahan panas pada sistem yang dipelajari.

## Pengaturan Kondisi Batas
Kondisi  batas  yang  diterapkan  pada  model exhaust  manifold dijelaskan  dalam  Tabel  1. Terdapat empat variasi putaran mesin (rpm), yaitu putaran idle (750 rpm), 1000 rpm, 1500 rpm, dan 2000 rpm, yang memainkan peran penting dalam simulasi ini. Perlu dicatat bahwa terjadi sedikit penurunan suhu dari saluran masuk 1 hingga saluran masuk 4 pada setiap putaran mesin, mencerminkan  variasi  dalam  kondisi  operasional  mesin.  Kecepatan  aliran  gas  buang  dijaga konstan untuk  setiap saluran masuk, memberikan kestabilan pada variabel  ini dalam seluruh simulasi. Suhu minimum yang diaplikasikan pada model adalah 300°C pada putaran mesin 750 rpm,  sementara  suhu  maksimum  mencapai  560°C  pada  putaran  mesin  2000  rpm.  Kecepatan aliran gas buang minimum pada putaran mesin 750 rpm adalah 6 m/s, sedangkan pada putaran mesin  2000  rpm, mencapai  kecepatan  aliran  gas  buang  maksimum  sebesar  13  m/s.  Tekanan pada saluran keluar diatur pada 0 Pa, memberikan kondisi pembuangan yang bebas.
Tabel 1. Pengaturan kondisi batas simulasi Putaran mesin (rpm) Saluran masuk 1 Saluran masuk 2 Suhu (°C) Kecepatan (m/s) Suhu (°C) Kecepatan (m/s) 750 300 6 285 6 1000 380 7 368 7 1500 490 9 480 9 2000 560 13 553 13 Saluran masuk 3 Saluran masuk 4
Putaran mesin (rpm) Suhu (°C) Kecepatan (m/s) Suhu (°C) Kecepatan (m/s) 750 270 6 255 6 1000 356 7 344 7 1500 470 9 460 9 2000 546 13 539 13
Dalam  situasi  ini,  panas  yang  berasal  dari  gas  buang  berpindah  ke  permukaan  bahan exhaust  manifold adalah  jenis  konveksi.  Dalam  simulasi  ini,  baja  digunakan  sebagai  bahan exhaust  manifold karena  memiliki  koefisien  perpindahan  panas  25,32  W/m 2 K.  Suhu  aliran bebas exhaust  manifold diatur  pada  26,85°C,  yang  memberikan  kondisi  awal  yang  realistis untuk  simulasi  perpindahan  panas  dimulai.  Tabel  1  memberikan  struktur  dan  detail  yang diperlukan  untuk  mewakili  kondisi  batas  dalam  simulasi  ini.  Ini  memberikan  landasan  yang kuat  untuk  melihat dan  menganalisis karakteristik perpindahan panas pada exhaust  manifold dalam berbagai kondisi operasional mesin.

## Sifat Bahan
Simulasi melibatkan material yang berbeda untuk nitrogen oksida dan baja, menciptakan suatu model yang merepresentasikan dengan akurat sifat-sifat termal dan mekanik dari kedua bahan  tersebut.  Seluruh  model  padatnya  terbuat  dari  baja  dengan  massa  jenis  sebesar  8.030 kg/m 3 .  Baja,  sebagai  bahan  struktural  utama,  memiliki  konduktivitas  termal  sebesar  16,27 W/m-K  dan  kalor  jenis  502,48  J/kg-K.  Pilihan  ini  mencerminkan  sifat-sifat  material  yang umumnya ditemukan pada komponen mesin dan sistem pembuangan kendaraan. Sebaliknya, sifat  material  standar  untuk  fluida  gas  buang,  dalam  hal  ini  nitrogen  oksida  (Wang  et  al.), disimulasikan dengan memperhitungkan massa jenis sebesar 1 kg/m 3 dan konduktivitas termal sebesar  0,0454  W/m-K.  Viskositas  nitrogen  oksida  diatur  pada  nilai  1,72e-05  kg/m-s. Pengaturan sifat material ini membantu menciptakan representasi yang akurat terhadap perilaku gas buang dalam exhaust manifold .
Tabel 2. Sifat material baja dan nitrogen oksida
Properti Bahan Kepadatan (kg/m 3 ) Konduktivitas termal (W/m-K) Panas Spesifik (J/kg-K) Viskositas (kg/m-s) Baja 8030 16,27 502,48 - Nitrogen oksida 1 0,0454 - 1,72e-05
Sifat  material  lainnya,  baik  untuk  baja  maupun  nitrogen  oksida,  diterapkan  pada  nilai konstan  sepanjang  simulasi  untuk  menjaga  konsistensi  hasil.  Rangkuman  dari  sifat-sifat material yang terlibat dapat ditemukan dalam Tabel 2, menyajikan informasi yang dibutuhkan untuk mensimulasikan perpindahan panas antara kedua material tersebut dalam kondisi yang
mewakili  sistem exhaust  manifold .  Dengan  mempertimbangkan  karakteristik  material  yang akurat  dan  terdefinisi  dengan  baik,  simulasi  ini  dapat  memberikan  pemahaman  mendalam tentang bagaimana nitrogen oksida berinteraksi dengan dan memengaruhi perpindahan panas pada komponen baja dalam exhaust manifold .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil

## Karakteristik Suhu Gas Buang
Aliran gas buang yang mengalir di dalam exhaust manifold tergambar secara visual dalam Gambar 3. Perbedaan suhu dari saluran masuk 1 hingga saluran masuk 4 terlihat jelas melalui variasi warna. Intensitas warna semakin merah mengindikasikan daerah dengan suhu tertinggi, sementara warna biru menandakan daerah dengan suhu lebih rendah. Pada putaran mesin 750 rpm (lihat Gambar 3a), terlihat bahwa saluran masuk 1 memiliki suhu tertinggi, ditunjukkan oleh  warna  merah  tua,  sementara  saluran  masuk  2  hingga  saluran  masuk  4  mengalami penurunan  suhu,  ditandai  oleh  perubahan  warna  menuju  jingga.  Sama  seperti  pada  putaran mesin  750  rpm,  pola  yang  serupa  terlihat  pada  putaran  mesin  1000  rpm  hingga  2000  rpm, sebagaimana terlihat dalam Gambar 3b-d. Namun, pada putaran mesin 2000 rpm, perhatikan bahwa warna yang hampir seragam terlihat pada setiap saluran masuk, menunjukkan adanya homogenitas suhu di seluruh manifold. Pemahaman ini memberikan wawasan yang berharga tentang  distribusi  suhu  yang  dapat  menjadi  kunci  untuk  menganalisis  efisiensi  dan  kinerja sistem exhaust manifold pada berbagai tingkat putaran mesin.
a b c
d
Gambar 3. Suhu aliran gas buang pada putaran mesin a) 750 rpm, b) 1000 rpm, c) 1500 rpm dan d) 2000 rpm
Proses  dinamis  perpindahan  panas  dari  aliran  gas  buang  ke  permukaan  bahan exhaust manifold memberikan  gambaran  yang  jelas  melalui  profil  suhu  pada  Gambar  4.  Dengan penekanan pada karakteristik visual, terlihat bahwa bagian atas exhaust manifold menunjukkan suhu yang relatif lebih rendah, fenomena ini diperkuat oleh ketebalan bahan yang mencapai 20 mm.  Sebaliknya,  pada  bagian  pipa,  perubahan  warna  yang  transisi  ke  nuansa  jingga menandakan peningkatan suhu yang signifikan, terutama mengingat ketebalan pipa yang lebih tipis, yakni 3 mm. Pada putaran mesin 750 rpm (lihat Gambar 4a), panas merambat terutama pada  bagian  pipa  bagian  bawah,  mendekati  saluran  keluar.  Pola  yang  serupa  terlihat  pada putaran  mesin  1000  hingga  2000  rpm,  sebagaimana  terlihat  dalam  Gambar  4b-d.  Perhatikan bahwa pada putaran mesin 2000 rpm, suhu pada permukaan bahan exhaust manifold mencapai puncaknya,  ditandai  dengan  warna  jingga  tua  yang  mencerminkan  suhu  yang  paling  tinggi. Analisis ini memberikan pemahaman yang mendalam tentang distribusi panas pada berbagai bagian exhaust manifold selama berbagai tingkat putaran mesin.
a b c d
Gambar 4. Suhu permukaan bahan exhaust manifold pada putaran mesin a) 750 rpm, b) 1000 rpm, c) 1500 rpm dan d) 2000 rpm
Profil  suhu  ini  mencerminkan  perjalanan  panas  melalui  material exhaust  manifold , memperlihatkan  bagaimana  ketebalan  berbeda  dari  komponen  tersebut  dapat  memengaruhi distribusi panasnya. Bagian atas, dengan ketebalan yang lebih besar, mampu menjaga suhu pada tingkat yang lebih rendah, sementara pada bagian pipa yang lebih tipis, terjadi peningkatan suhu yang lebih cepat. Analisis ini memberikan wawasan yang kaya akan mekanisme perpindahan panas internal pada exhaust manifold , yang dapat digunakan sebagai dasar untuk pemahaman mendalam terhadap kinerja dan potensi pengembangan desain yang lebih efisien. Penting untuk
dicatat  bahwa  pemahaman  mengenai  perpindahan  panas  ini  dapat  menjadi  kunci  untuk mengoptimalkan  desain exhaust  manifold ,  meningkatkan  efisiensi,  dan  mengurangi  potensi kerusakan akibat suhu yang berlebihan.

## Karakteristik Tekanan Gas Buang
Profil  tekanan  dalam  aliran  gas  buang  secara  jelas  tergambar  pada  Gambar  5.  Saluran masuk  1  menunjukkan  tekanan  paling  tinggi,  dengan  penurunan  tekanan  yang  terjadi  secara bertahap  hingga  mencapai  saluran  masuk  4.  Pola  ini  konsisten  pada  setiap  tingkat  putaran mesin,  baik  pada  750  rpm  (Gambar  5a),  1000  rpm  (Gambar  5b),  1500  rpm  (Gambar  5c), maupun  2000  rpm  (Gambar  5d).  Penting  untuk  dicatat  bahwa  saluran  keluar  menunjukkan tekanan  gas  buang  yang paling rendah. Fenomena ini dapat  dijelaskan oleh fakta bahwa  gas buang, setelah melalui proses pembakaran dalam ruang bakar, mengalami peningkatan tekanan yang signifikan. Namun, ketika gas buang mengalir melalui saluran masuk exhaust manifold , ia mengalami ekspansi yang menyebabkan penurunan tekanan secara alamiah.
a b c d
Gambar 5. Tekanan aliran gas buang pada putaran mesin a) 750 rpm, b) 1000 rpm, c) 1500 rpm dan d) 2000 rpm
Pola  tekanan  ini  mencerminkan  perjalanan  gas  buang  melalui  sistem  pembuangan kendaraan dan memberikan wawasan tentang dinamika aliran dalam ruang manifold. Tekanan tinggi di saluran masuk 1 mengindikasikan titik masuknya gas buang yang berasal dari ruang bakar,  sementara  penurunan  tekanan  yang  terlihat  pada  saluran  keluar  menunjukkan  efek ekspansi  gas  buang  seiring  dengan  perjalanan  melalui  manifold.  Analisis  ini  memberikan pemahaman yang mendalam tentang distribusi tekanan dalam exhaust manifold pada berbagai tingkat putaran mesin, yang esensial untuk evaluasi kinerja dan efisiensi sistem pembuangan.
Dengan  memahami  pola  tekanan  ini,  desainer  dan  insinyur  dapat  membuat  keputusan informatif untuk memperbaiki desain dan meningkatkan kinerja keseluruhan sistem.

## Karakteristik Kecepatan Aliran Gas Buang
Profil  kecepatan  aliran  gas  buang,  sebagaimana  terlihat  pada  Gambar  6,  memberikan gambaran  yang  menarik  tentang  dinamika  aliran  dalam  sistem exhaust  manifold .  Meskipun kecepatan aliran pada setiap saluran masuk memperlihatkan nilai yang serupa, perubahan yang signifikan terjadi seiring dengan perjalanan gas buang melalui saluran masuk 2 hingga saluran masuk  4.  Terlihat  dengan  jelas  bahwa  bagian  bawah  pipa  menunjukkan  peningkatan  yang berkelanjutan dalam kecepatan aliran gas buang, mencapai puncaknya menuju saluran keluar. Pola kecepatan aliran yang terbentuk konsisten pada setiap tingkat putaran mesin (lihat Gambar 6a-d). Pada putaran mesin 750 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, dan 2000 rpm, perubahan kecepatan yang  terlihat  menggambarkan  dinamika  yang  stabil  dan  dapat  diulang.  Fenomena  ini  dapat dijelaskan oleh suhu tinggi gas buang setelah melewati ruang bakar. Suhu yang tinggi memicu ekspansi gas, yang pada gilirannya dapat meningkatkan kecepatan aliran.
a b c d
Gambar 6. Kecepatan aliran gas buang pada putaran mesin a) 750 rpm, b) 1000 rpm, c) 1500

## rpm dan d) 2000 rpm
Penting untuk  diingat  bahwa kecepatan  aliran  yang meningkat  pada bagian bawah pipa, terutama di dekat saluran keluar, menandakan bahwa gas buang mengalami perubahan kondisi yang  substansial  sepanjang  perjalanan  melalui  manifold.  Fenomena  ini  memiliki  implikasi signifikan terhadap efisiensi dan kinerja keseluruhan sistem pembuangan kendaraan. Perubahan kecepatan ini dapat disebabkan oleh sejumlah faktor, termasuk perubahan suhu, tekanan, dan
volume  gas  buang.  Seiring  dengan  ekspansi  gas  buang  dan  perjalanan  melalui  manifold, interaksi  kompleks  ini  memainkan  peran  dalam  membentuk  pola  kecepatan  yang  diamati. Memahami dinamika perubahan ini adalah kunci untuk mengoptimalkan desain manifold.
Efisiensi  sistem  pembuangan,  yang  mencakup  pengurangan back  pressure (tekanan kembali) dan peningkatan perpindahan panas, dapat ditingkatkan dengan merinci karakteristik kecepatan aliran ini. Desainer dapat menggunakan wawasan ini untuk menyesuaikan geometri manifold, seperti bentuk saluran, panjang pipa, dan sudut tikungan, sehingga mengoptimalkan aliran gas  buang dan meminimalkan kerugian energi.  Selain itu, pemahaman pola kecepatan membantu dalam mengoptimalkan distribusi panas di dalam sistem, yang pada gilirannya dapat meningkatkan  efisiensi  mesin.  Kecepatan  yang  dikelola  dengan  bijak  dapat  membantu mengoptimalkan pembakaran dan mengurangi emisi, menghasilkan kinerja mesin yang lebih baik secara keseluruhan.
Dengan  kejelasan  yang  lebih  besar,  karakteristik  kecepatan  aliran  gas  buang  dapat divisualisasikan  melalui  representasi  vektor,  sebagaimana  ditunjukkan  dalam  Gambar  7. Observasi  terperinci  mengungkapkan  bahwa  kumpulan  vektor  pada  bagian  bawah  pipa terbentuk setiap kali gas buang melewati saluran masuk. Fenomena ini memberikan kontribusi signifikan terhadap peningkatan kecepatan aliran gas buang setelah melintasi saluran masuk. Sebagai hasilnya, saluran keluar menunjukkan kecepatan aliran gas buang yang sangat tinggi.
a b c d
Gambar 7. Kecepatan aliran gas buang dalam vektor pada putaran mesin a) 750 rpm, b) 1000 rpm, c) 1500 rpm dan d) 2000 rpm
Pola vektor kecepatan aliran gas buang tetap konsisten pada setiap putaran mesin, mulai dari 750 rpm hingga 2000 rpm, sebagaimana tergambar pada Gambar 7a-7d. Kumpulan vektor yang  terbentuk  secara  seragam  menggambarkan  perubahan  dinamis  dalam  aliran  gas  buang
melalui  manifold  pada  setiap  fase  pembakaran.  Kecepatan  aliran  yang  meningkat,  terutama mendekati saluran keluar, menandakan adanya perubahan kondisi dan ekspansi yang signifikan sepanjang perjalanan gas buang. Dengan memahami pola vektor ini, para desainer dapat lebih mendalam menyelidiki dinamika aliran gas buang, memberikan dasar untuk optimalisasi desain manifold.  Faktor-faktor  seperti  arah  vektor,  kepadatan,  dan  distribusi  kecepatan  dapat membimbing  upaya  desain  untuk  mengurangi  resistensi  aliran  dan  memaksimalkan perpindahan panas, menciptakan sistem pembuangan yang efisien dan berkinerja tinggi secara holistik.

## Pembahasan

## Karakteristik Suhu Gas Buang
Perbandingan antara profil suhu gas buang dan suhu pada permukaan bahan (baja) exhaust manifold tergambar dengan jelas pada Gambar 8. Suhu maksimum pada gas buang mencapai nilai yang setara dengan kondisi batas yang diterapkan pada saluran masuk. Sebaliknya, suhu minimum gas buang mencerminkan nilai minimum yang dicapai selama setiap putaran mesin. Perambatan  panas  yang  terjadi  hingga  mencapai  permukaan  bahan exhaust  manifold memperlihatkan nilai suhu yang berada di antara suhu maksimum dan suhu minimum dari gas buang. Penting untuk dicatat bahwa ketika putaran mesin ditingkatkan, terjadi peningkatan suhu pada  permukaan  bahan exhaust  manifold .  Peningkatan  suhu  ini  sejalan  dengan  peningkatan aktivitas  mesin  pada  setiap  tingkat  putaran  mesin.  Dalam  konteks  ini,  perubahan  suhu  pada permukaan bahan exhaust manifold tidak hanya mencerminkan karakteristik aliran gas buang, tetapi  juga  menunjukkan  pengaruh  langsung  dari  intensitas  dan  frekuensi  aktivitas  mesin. Analisis terperinci pada Gambar 8 memperlihatkan secara visual bagaimana perubahan putaran mesin dapat memengaruhi suhu pada permukaan bahan exhaust manifold . Pemahaman ini dapat menjadi  kunci  untuk  evaluasi  performa  sistem  pembuangan  dan  membantu  dalam pengembangan solusi desain yang optimal untuk menjaga kestabilan suhu pada manifold dan mencegah potensi masalah terkait panas, termasuk deformasi atau degradasi material.
Gambar 8. Perbandingan suhu maksimum dan minium pada gas buang Dengan  putaran  mesin  sebesar  750  rpm,  suhu  pada  permukaan  bahan exhaust  manifold mencapai 235°C. Saat putaran mesin ditingkatkan, terlihat peningkatan yang signifikan dalam suhu  permukaan  bahan.  Pada  putaran  mesin  1000  rpm,  suhu  meningkat  menjadi  300°C, menggambarkan  respons  yang  jelas  terhadap  intensifikasi  aktivitas  mesin.  Kenaikan  lebih lanjut  terjadi  pada  putaran  mesin  1500  rpm,  dengan  suhu  mencapai  385°C,  menunjukkan peningkatan  yang  berkelanjutan  seiring  dengan  peningkatan  kecepatan  putaran  mesin.  Pada tingkat putaran mesin tertinggi, yaitu 2000 rpm, suhu mencapai titik tertinggi sebesar 479°C, mencerminkan puncak intensitas panas  yang dihasilkan oleh mesin pada kondisi operasional yang lebih tinggi.
Pola peningkatan suhu ini mencerminkan keterkaitan yang erat antara aktivitas mesin dan suhu pada permukaan bahan exhaust manifold . Semakin tinggi putaran mesin, semakin besar energi  yang  dihasilkan  oleh  proses  pembakaran,  yang  pada  gilirannya  meningkatkan  suhu permukaan bahan manifold (Park, Kim, Choi, Lee, & Lim, 2019). Pemahaman ini penting untuk memahami  dan  mengelola  perpindahan  panas  di  dalam  sistem,  serta  merancang  solusi  yang efektif untuk menjaga suhu pada level yang dapat diterima, mencegah potensi kerusakan atau masalah kinerja yang berkaitan dengan suhu berlebih.

## Karakteristik Tekanan Gas Buang
Karakteristik tekanan gas buang dapat diamati pada Gambar 9a untuk tekanan maksimum dan  Gambar  9b  untuk  tekanan  minimum.  Peningkatan  tekanan  sejalan  dengan  peningkatan putaran  mesin,  mencerminkan  dinamika  yang  terkait  dengan  intensitas  aktivitas  mesin  pada
setiap fase pembakaran. Pada putaran mesin 750 rpm, tekanan maksimum mencapai 507,45 Pa, menunjukkan tekanan yang sesuai dengan tingkat aktivitas mesin pada kecepatan tersebut. Saat putaran mesin ditingkatkan menjadi 1000 rpm, terlihat peningkatan signifikan dalam tekanan maksimum,  mencapai  687,17  Pa.  Peningkatan  ini  sejalan  dengan  peningkatan  energi  yang dihasilkan oleh mesin pada tingkat putaran yang lebih tinggi.
Gambar 9. Perbandingan tekanan gas buang pada setiap putaran mesin a) tekanan maksimum dan b) tekanan minimum
Pada tingkat putaran mesin 1500 rpm, terlihat lonjakan yang cukup besar dalam tekanan maksimum, mencapai 1128,01 Pa. Fenomena ini mencerminkan adanya peningkatan signifikan dalam  volume  dan  kecepatan  aliran  gas  buang  selama  fase  pembakaran  pada  putaran  mesin tersebut.  Lonjakan  tekanan  ini  dapat  dihubungkan  dengan  peningkatan  intensitas  aktivitas mesin pada kecepatan putaran  yang lebih tinggi, yang menghasilkan jumlah gas buang  yang lebih besar dan dengan kecepatan yang lebih tinggi.
Pada  putaran  mesin  tertinggi,  yaitu  2000  rpm,  terjadi  peningkatan  tekanan  yang  paling signifikan, mencapai 2333,94 Pa. Peningkatan yang sangat mencolok ini mencerminkan adanya puncak intensitas dalam proses pembakaran. Dengan putaran mesin yang lebih tinggi, jumlah gas buang yang dihasilkan menjadi maksimal, dan kecepatan aliran gas buang mencapai tingkat tertinggi  selama  siklus  pembakaran  (Cerdoun,  Farsaoui,  Khalfallah,  Lankri,  &  Carcasci). Dengan  demikian,  tekanan  dalam  sistem  pembuangan  mengalami  peningkatan  dramatis. Peningkatan  tekanan  yang  berkesinambungan  ini  menggambarkan  bagaimana  perubahan putaran mesin memiliki dampak langsung pada keseimbangan tekanan dalam sistem. Analisis karakteristik tekanan  gas buang ini memberikan  wawasan  yang mendalam  tentang dinamika sistem  pembuangan,  dan  pemahaman  ini  menjadi  dasar  yang  kritis  dalam  merancang  sistem yang dapat menangani fluktuasi tekanan gas buang yang terjadi selama operasi mesin. Desain yang  efisien  dan  efektif  akan  memungkinkan  pengelolaan  tekanan  dengan  baik,  mendukung
kinerja mesin optimal, dan meningkatkan keberlanjutan operasional.
Tekanan  minimum  gas  buang  pada  setiap  putaran  mesin  menunjukkan  nilai  negatif. Tekanan  minimum  gas  buang  pada  setiap  putaran  mesin  menunjukkan  nilai  negatif  bukan karena  nilai  tekanan  sebenarnya  negatif,  tetapi  lebih  sebagai  hasil  dari  pemilihan  referensi tekanan  dalam  konteks  simulasi  atau  pengukuran.  Dalam  banyak  kasus,  nilai  tekanan direferensikan terhadap tekanan atmosfer atau tekanan lingkungan. Ketika tekanan minimum dicatat  sebagai  nilai  negatif,  ini  menunjukkan  bahwa  tekanan  gas  buang  pada  titik  tersebut berada di bawah tekanan atmosfer atau tekanan lingkungan. Ini adalah pendekatan umum dalam analisis tekanan untuk mengukur perubahan tekanan relatif terhadap tekanan atmosfer. Dengan demikian,  nilai  negatif  tidak  mengindikasikan  adanya  tekanan  negatif  absolut,  tetapi  lebih merupakan  perbandingan  terhadap  tekanan  referensi  yang  ditetapkan.  Jadi,  pada  umumnya, tekanan  minimum  yang  bernilai  negatif  pada  setiap  putaran  mesin  adalah  indikator  bahwa tekanan  gas  buang  pada  titik  tersebut  lebih  rendah  daripada  tekanan  atmosfer  atau  tekanan lingkungan setempat (Abdullah et al., 2013).

## Karakteristik Kecepatan Aliran Gas Buang
Karakteristik  kecepatan  aliran  gas  buang  pada  setiap  putaran  mesin  dapat  dilihat  dalam Gambar 10a untuk kecepatan maksimum dan Gambar 10b untuk kecepatan minimum. Dalam gambar tersebut, tergambar jelas bahwa kecepatan aliran gas buang meningkat seiring dengan peningkatan  putaran  mesin.  Fenomena  ini  terlihat  pada  titik  kecepatan  maksimum  dan minimum,  mencerminkan dinamika aliran  yang  dipengaruhi oleh perubahan aktivitas mesin. Pada  putaran  mesin  750  rpm,  kecepatan  maksimum  gas  buang  mencapai  31,31  m/s, menggambarkan kecepatan yang sesuai dengan kecepatan putaran mesin pada level tersebut. Seiring  dengan  peningkatan  putaran  mesin,  terlihat  peningkatan  yang  signifikan  dalam kecepatan maksimum gas buang. Pada putaran mesin 1000 rpm, kecepatan mencapai 36,56 m/s, menandakan  respons  yang  cepat  terhadap  peningkatan  aktivitas  mesin.  Peningkatan  ini berlanjut pada putaran mesin 1500 rpm, dengan kecepatan maksimum mencapai 47,07 m/s, dan mencapai  puncaknya  pada  putaran  mesin  tertinggi,  yaitu  2000  rpm,  dengan  kecepatan maksimum sebesar 68,11 m/s.
Gambar 10. Perbandingan kecepatan gas buang pada setiap putaran mesin, a) kecepatan maksimum dan b) kecepatan minimum
Sementara kecepatan maksimum gas buang mencerminkan puncak intensitas aliran selama putaran mesin,  kecepatan minimum  memberikan gambaran tentang kondisi  aliran gas buang saat aktivitas mesin mencapai titik paling rendah. Meskipun nilai kecepatan minimum berada di  bawah  0,5  m/s,  pola  perubahannya  tetap  sejalan  dengan  kecepatan  maksimum, mengindikasikan konsistensi dalam dinamika aliran. Pada putaran mesin 750 rpm, kecepatan minimum gas buang mencapai 0,08 m/s, mencerminkan keadaan aliran paling tenang pada titik putaran  mesin  tersebut.  Meskipun  nilai  ini  mungkin  terlihat  rendah,  tetapi  pola  perubahan kecepatan  minimum  sejalan  dengan  pola  kecepatan  maksimum,  menunjukkan  respons  yang koheren terhadap perubahan aktivitas mesin.
Pada putaran mesin tertinggi, yaitu 2000 rpm, kecepatan minimum mengalami peningkatan menjadi 0,46 m/s. Meskipun masih berada di kisaran kecepatan yang rendah, peningkatan ini mencerminkan  intensifikasi  aliran  gas  buang  bahkan  pada  kondisi  paling  minimal  aktivitas mesin. Peningkatan ini bisa dipahami sebagai efek dari peningkatan volume dan kecepatan gas buang,  meskipun  tetap  pada  tingkat  yang  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  kecepatan maksimum pada titik tersebut. Pemahaman tentang kecepatan minimum memberikan wawasan lebih  lanjut  tentang  spektrum  dinamika  aliran  gas  buang  selama  siklus  mesin.  Meskipun kecepatan  ini  mungkin  terlihat  rendah  pada  titik  minimum,  pola  perubahannya  memberikan pemahaman yang penting dalam mengoptimalkan desain manifold untuk mengelola aliran gas buang pada berbagai tingkat aktivitas mesin.
Peningkatan kecepatan aliran gas buang sejalan dengan perubahan volume dan tekanan gas buang selama fase pembakaran, mencerminkan dinamika kompleks yang terlibat dalam proses tersebut.  Saat  putaran  mesin  meningkat,  aktivitas  pembakaran  juga  intensif,  menghasilkan peningkatan suhu dan tekanan gas buang. Peningkatan intensitas panas dan volume gas buang yang dihasilkan selama fase pembakaran menyebabkan aliran gas buang mencapai kecepatan
yang lebih tinggi saat melewati sistem pembuangan. Perubahan putaran mesin menjadi faktor kunci dalam memahami bagaimana dinamika aliran gas buang berevolusi. Pada putaran mesin yang lebih tinggi, mesin menghasilkan energi yang lebih besar, menghasilkan lebih banyak gas buang, dan menciptakan tekanan yang lebih tinggi dalam sistem (Iortyer & Bwonsi, 2017). Hal ini  secara  langsung  berkontribusi  pada  peningkatan  kecepatan  aliran  gas  buang,  yang  dapat memengaruhi kinerja keseluruhan mesin.

## SIMPULAN
Penelitian ini meneliti karakteristik suhu, tekanan, dan kecepatan aliran gas buang dalam exhaust  manifold telah  dianalisis  secara  mendalam  untuk  berbagai  tingkat  putaran  mesin dengan menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Peningkatan suhu pada permukaan  bahan exhaust  manifold sejalan  dengan  peningkatan  aktivitas  mesin  pada  setiap tingkat  putaran.  Dengan  putaran  mesin  dari  750  rpm  hingga  2000  rpm,  terlihat  peningkatan yang signifikan, mencapai titik tertinggi sebesar 479°C. Analisis ini menyoroti keterkaitan erat antara aktivitas mesin dan suhu permukaan bahan manifold, yang menjadi kunci untuk evaluasi performa  sistem  pembuangan  dan  pengembangan  solusi  desain  yang  optimal.  Karakteristik tekanan  gas  buang  mencerminkan  dinamika  yang  terkait  dengan  intensitas  aktivitas  mesin selama fase pembakaran. Pada putaran mesin 750 rpm, tekanan maksimum mencapai 507,45 Pa, menunjukkan tekanan yang sesuai dengan tingkat aktivitas mesin pada kecepatan tersebut. Pada  putaran  mesin  tertinggi,  yaitu  2000  rpm,  terjadi  peningkatan  tekanan  yang  paling signifikan,  mencapai  2333,94  Pa.  Peningkatan  tekanan  sejalan  dengan  peningkatan  putaran mesin, menunjukkan dampak langsung pada keseimbangan tekanan dalam sistem pembuangan. Analisis tekanan maksimum dan minimum memberikan pemahaman yang mendalam tentang fluktuasi tekanan gas buang selama operasi mesin, esensial untuk merancang sistem yang dapat menangani  variasi  tekanan  dengan  baik.  Profil  kecepatan  aliran  gas  buang  memberikan gambaran  dinamika  aliran  dalam  sistem exhaust  manifold .  Pada  putaran  mesin  750  rpm, kecepatan maksimum gas buang mencapai 31,31 m/s, menggambarkan kecepatan yang sesuai dengan kecepatan putaran mesin pada level tersebut. Pada putaran mesin 1000 rpm, kecepatan mencapai  36,56  m/s,  menandakan  respons  yang  cepat  terhadap  peningkatan  aktivitas  mesin. Peningkatan  ini  berlanjut  pada  putaran  mesin  1500  rpm,  dengan  kecepatan  maksimum mencapai 47,07 m/s, dan mencapai puncaknya pada putaran mesin tertinggi, yaitu 2000 rpm, dengan  kecepatan  maksimum  sebesar  68,11  m/s.  Kecepatan  yang  meningkat  seiring  dengan peningkatan putaran mesin mencerminkan kompleksitas perubahan volume, tekanan, dan suhu gas buang selama fase pembakaran. Analisis vektor kecepatan menyoroti perubahan dinamis dalam aliran gas buang melalui manifold, memberikan landasan untuk pengoptimalan desain
yang dapat mengelola aliran gas buang dengan efisien.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang mendalam atas dukungan keuangan yang  diberikan  untuk  penelitian  ini  melalui  skema  Penelitian  R&D,  Fakultas  Teknik, Universitas  Negeri  Yogyakarta.  Nomor  kontrak  yang  terkait  dengan  pendanaan  ini  adalah T/6.1.29/UN34.9/PT.01.03/2023.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, N. R., Shahruddin, N. S., Mamat, A. M. I., Kasolang, S., Zulkifli, A., & Mamat, R. (2013). Effects of air intake pressure to the fuel economy and exhaust emissions on a small SI engine. Procedia Engineering, 68 , 278-284.
Al-Khishali,  K.  J.  M.,  Mashkour,  M.  A.,  &  Omaraa,  E.  S.  (2010).  Analysis  of  Flow Characteristics  In  Inlet  And  Exhaust  Manifolds  of  Experimental  Gasoline  Combustion  In  A VCR Engine. Engineering and Technology Journal, 28 (7).
Alphonse, M., & Kumar, R. (2021). Investigation of heat dissipation in exhaust manifold using computational fluid dynamics. International Journal of Ambient Energy, 42 (9), 999-1004. Bajpai,  K.,  Chandrakar,  A.,  Agrawal,  A.,  &  Shekhar,  S.  (2017).  CFD  analysis  of  exhaust manifold of SI engine and comparison of back pressure using alternative fuels. IOSR J. Mech. Civ. Eng, 14 (01), 23-29.
Bral, P., Tripathi, J. P., Dewangan, S., & Mahato, A. C. (2022). CFD analysis of an exhaust manifold for emission reduction. Materials Today: Proceedings, 63 , 354-361. Cerdoun, M., Farsaoui, B., Khalfallah, S., Lankri, R., & Carcasci, C. (2019). Effect of the engine speed and loading on the heat transfer within exhaust valves .
Deger,  Y., Simperl, B.,  & Jimenez,  L. P. (2004). Coupled CFD-FE-analysis for  the exhaust manifold of a diesel engine .
Desai,  A.  R.,  Buradi,  A.,  Gowthami,  L.,  Praveena,  B.  A.,  Madhusudhan,  A.,  &  Bora,  B.  J. (2022). Computational  Investigation  of  Engine  Exhaust  Manifold  with  Different  Alternative Fuels By Using CFD .
Gopal, P., Kumar, T. S., & Kumaragurubaran, B. (2009). Analysis of flow through the exhaust manifold of a multi cylinder petrol engine for improved volumetric efficiency. International Journal of Dynamics of Fluids, 5 (1), 15-27.
Guoquan, X., Huaming, W., Lin, C., & Xiaobin, H. (2021). Predicting unsteady heat transfer effect of vehicle thermal management system using steady velocity equivalent method. Science Progress, 104 (2), 00368504211025933.
Iortyer, H. A., & Bwonsi, L. (2017). Energy and Exergy Analysis of a CI engine fuelled with biodiesel fuel from palm kernel oil and its blends with petroleum diesel. International Journal of Advanced Engineering Research and Science, 4 (7), 237214.
Kumar, R. R., Razak, A., Alshahrani, S., Sharma, A., Thakur, D., Shaik, S., . . . Afzal, A. (2022). Vibration analysis of composite exhaust manifold for diesel engine using CFD. Case Studies in Thermal Engineering, 32 , 101853.
Maheshappa,  H.,  Pravin,  V.  K.,  Umesh,  K.  S.,  &  Veena,  P.  H.  (2013).  Design  analysis  of catalytic  converter  to  reduce  particulate  matter  and  achieve  limited  back  pressure  in  diesel engine by CFD. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), 3 (1), 998-1004.
Manohar, D. S., & Krishnaraj, J. (2018). Modeling and analysis of exhaust manifold using CFD .
Park, C., Kim, Y., Choi, Y., Lee, J., & Lim, B. (2019). The effect of engine speed and cylinder- to-cylinder  variations  on  backfire  in  a  hydrogen-fueled  internal  combustion  engine. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (39), 22223-22230.
Pathak,  A.,  &  Deshmukh,  S.  (2021).  Thermal  analysis  of  Exhaust  manifold  system  using computational fluid dynamics. Spectrum of Emerging Sciences, 1 (1), 50-55.
Sadhasivam,  C.,  Murugan,  S.,  Vairamuthu,  J.,  &  Priyadharshini,  S.  M.  (2021).  Design  and analysis  of  two-cylinder  exhaust  manifold  with  improved  performance  in  CFD. Materials Today: Proceedings, 37 , 2141-2144.
Seenikannan, P., Periyasamy, V. M., & Nagaraj, P. (2008). An experimental analysis of a Y section exhaust manifold system with improved engine performance. International Journal of Product Development, 6 (1), 50-56.
Sulistyo,  B.,  Sofyan,  H.,  Sukardi,  T.,  &  Widyianto,  A.  (2023).  Performance  and  Emission Characteristics Using Dual Injection System of Gasoline and Ethanol. Automotive Experiences, 6 (2), 245-258.
Taibani, A. Z., & Kalamkar, V. (2012). Experimental and computational analysis of behavior of three-way catalytic converter under axial and radial flow conditions. International Journal of Fluid Machinery and Systems, 5 (3), 134-142.
Teja, M. A., Ayyappa, K., Katam, S., & Anusha, P. (2016). Analysis of exhaust manifold using computational fluid dynamics. Fluid Mech Open Acc, 3 (1), 1000129.
Umesh,  K.  S.,  &  Rajagopal,  V.  P.  K.  (2013).  Cfd  Analysis  Of  Exhaust  Manifold  Of  Multi- Cylinder  Si  Engine  Todetermine  Optimal  Geometry  For  Reducing  Emissions. International Journal of Automobile Engineering Research and Development , 45-56.
Wang, D., Zhang, W., Liu, D., Chen, X., Tang, G., Okosun, T., . . . Zhou, C. Q. (2015). CFD Simulation of a 6-Cylinder Diesel Engine Intake and Exhaust Manifold .