Abstrak—Selama  beberapa  dekade  terakhir,  studi  tentang aliran  incompressible  yang  melewati  benda  tegar  berbentuk silinder  sirkular,  yang  termasuk  dalam  kategori  aliran eksternal, telah difokuskan oleh para peneliti. Adverse Pressure Gradient  (APG),  yang  merupakan  karakteristik  dari  silinder sirkular,  telah  menjadi  fokus  utama  penelitian  ini,  di  mana terjadinya  transisi  lapis  batas  laminar menjadi  turbulen  pada aliran fluida dapat dipercepat oleh gradien tekanan ini. Aliran fluida di sekitar benda padat yang mengalir melalui fluida, yang dikenal sebagai aliran eksternal viscous, menjadi objek penting dalam studi mekanika fluida karena terbentuknya gaya hambat yang  signifikan  akibat  separasi  aliran  yang  terjadi  lebih  awal pada  fluida  yang  melintasi  silinder.  Semakin  cepat  terjadinya separasi  aliran,  semakin  besar  pula  wake  yang  terbentuk sehingga  drag  force  semakin  meningkat.  Untuk  mengurangi drag force, upaya dilakukan untuk memanipulasi medan aliran secara pasif. Metode pengendalian aliran pasif yang diterapkan dalam  penelitian  ini  adalah  dengan  menempatkan  benda pengganggu  pada  bagian  upstream  dari  bluff  body.  Simulasi numerik dilakukan dalam penelitian ini dengan menggunakan metode  aliran  pasif,  di  mana  satu  buah  bodi  pengganggu berbentuk  airfoil  dengan  variasi  NACA0012,  0018,  dan  0024, serta variasi angle of attack α= 5˚, 0˚, dan  -5˚ ditempatkan di depan  satu  buah  silinder  sirkular.  Jarak  antara  trailing  edge airfoil  dan  diameter  cylinder  circular  disusun  dengan perbandingan  jarak  longitudinal  (S/D)  =  1.  Penelitian  secara numerik menggunakan solver dua dimensi (2D) unsteady flow dengan turbulence  viscous model k-ω Shear Stress Transport. Hasil  yang  diperoleh  menunjukkan  adanya  reduksi  gaya hambat  yang  terjadi  dengan  penambahan  bodi  penggangu airfoil  NACA0024.  Pada  α  =  0˚  reduksi  gaya  hambar  yang terjadi sebesar sebesar 30,17%, sedangkan pada α = -5˚ reduksi gaya hambat yang terjadi sebesar 31,77%.
Kata Kunci—Bluff Body, Bodi Pengganggu, Silinder Sirkular.

## I. PENDAHULUAN
EKANIKA  fluida  merupakan  ilmu  yang  mempelajari perilaku fluida, dalam keadaan diam maupun bergerak, termasuk cairan maupun gas. Salah satu aspek yang dipelajari dalam  mekanika  fluida  adalah  aliran  eksternal.  Beberapa dekade terakhir, para peneliti telah fokus pada studi tentang aliran incompressible yang  melewati  benda  tegar berbentuk silinder  sirkular,  yang  juga  termasuk  dalam  kategori  aliran eksternal.  silinder  sirkular  memiliki  karakteristik Adverse Pressure  Gradient (APG)  yang  kuat  karena  tekanan  aliran pada permukaan bodi menyebabkan pressure drag yang besar pada kelengkungan kontur permukaannya. Gradient tekanan yang  besar  pada  permukaan  ini  dapat  mempercepat  transisi lapis batas laminar menjadi turbulen pada aliran fluida.
Aliran  eksternal viscous merujuk  pada  aliran  fluida  di sekitar  benda  padat  yang  mengalir  melalui  fluida.  Aliran viscous ini  pada  saat  melintasi  silinder  sirkular  akan mengalami  beberapa  fenomena,  seperti  stagnasi,  lapisan batas, separasi, dan wake di belakang silinder. Studi tentang aliran  fluida  pada  silinder  sirkular  tetap  menjadi  penting
dalam  mekanika  fluida  karena  adanya drag  force (gaya hambat)  yang  besar  yang  diakibatkan  oleh  terbentuknya separasi aliran lebih awal pada fluida yang melintasi silinder. Separasi  aliran  ini  mengakibatkan  terbentuknya wake di belakang  silinder  yang  berdampak  pada  peningkatan drag force .  Semakin  cepat  terjadinya  separasi  aliran,  semakin besar pula wake yang terbentuk sehingga drag force semakin meningkat.
Untuk  mengurangi drag  force ,  dapat  dilakukan  upaya untuk memanipulasi medan aliran dengan cara pengendalian aliran  secara  pasif.  Salah  satu  metode  pengendalian  aliran pasif adalah dengan memanjangkan bagian downstream dari bluff  body ,  memberikan  kekasaran  pada  permukaan bluff body ,  atau  menempatkan  benda  pengganggu  pada  bagian upstream dari bluff body . C.Y.  Zhou,  et.al.  (2004) telah  melakukan  penelitian Sebuah  silinder  sirkular  di  dekat wake  airfoil NACA  4412 dalam cross  flow, secara  numerik  dengan  menggunakan metode finite volume  untuk  Bilangan  Reynolds  Re  =  200 berdasarkan diameter silinder. Efek dari sudut serang airfoil , jarak  longitudinal  dan  lateral  antara airfoil dan  silinder terhadap  pembebanan unsteady ,  frekuensi  pelepasan vortex dan pola vortex dari silinder diperiksa [1].
M.  Sarioglu  (2017)  melakukan  penelitian  pada  bilangan Reynolds 1,5  dengan  panjang chord  airfoil C  dan  silinder sirkular  berdiameter  D  =  25  mm  sebagai bluff  body , ditempatkan  pada  sumbu  yang  sama  pada  arah  aliran  di bagian belakang airfoil . Sudut  serang airfoil 𝛼 divariasikan dari 0° sampai 150° ,  dengan  celah  tak  berdimensi  S/D sebagai  variasi  jarak  longitudinal  antara airfoil dan  silinder dari 0 sampai 4,3. Penelitian ini bertujuan untuk menguji efek sudut serang airfoil dan jarak longitudinal antara airfoil dan silinder.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa airfoil dan silinder  saling  terpengaruh  dan  variasi  struktur  aliran berdasarkan sudut serang airfoil dan jarak longitudinal antara airfoil dan silinder terungkap melalui visualisasi aliran [2]. Telah dilakukan penelitian S. J. Lee, et.al. (2004) dimana visualisasi  pola wake yang  terbentuk  pada  silinder  sirkular yang  telah  ditambahkan  bodi  pengganggu  dengan  metode eksperimental yang menggunakan variasi bilangan Reynolds yaitu  2  x  10 4 .  Rasio  diameter  (d/D=0,133-0,267)  dengan variasi jarak antara bodi pengganggu dengan silinder sirkular utama 𝑆/𝐷 , yaitu 2 mm, 2.08 mm, dan 3 mm. Didapat hasil yang  mana  mode wake  impingement lebih  baik  dalam mengurangi gaya hambat daripada mode cavity [3] .
Dedy Z. Sinaga (2005) telah melakukan penelitian secara eksperimental yang bertujuan untuk mengevaluasi  efek dari penambahan inlet disturbance body pada karakteristik aliran di sekitar silinder utama [4]. Hal ini dilakukan dengan melihat perubahan pressure  coefficient (Cp)  pada  silinder  dan inlet disturbance  body. Menggunakan  bilangan Reynold sebesar 1,3 x 10 5 serta kecepatan udara freestream sebesar 20,87 m/s.

## Studi Numerik Aliran Melintas Airfoil Simetris dan Silinder Sirkular yang Tersusun Tandem
Teuku Muhammad Burhanissulthan Pribadi dan Wawan Aries Widodo Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : wawanaries@me.its.ac.id
M
Bodi  utama yang digunakan adalah silinder sirkular dengan diameter  100  mm  dan  panjang  500  mm.  Sedangkan  untuk inlet  disturbance  body ,  digunakan  tiga  jenis  yaitu ellips , airfoil simetris  dan airfoil asimetris  dengan  ketebalan maksimum dan panjang chord yang sama, yaitu 30 mm dan 120  mm.  Jarak  antara inlet  disturbance  body dan  silinder sirkular (S/D) divariasikan dengan tiga variasi yaitu S/D = 0,5 ;  1,0  ;  1,5.  Hasil  penelitian  yang  berupa  grafik  Cp  sebagai fungsi sudut kontur dari silinder pada Re yang tetap dengan variasi jarak (s/d) dan variasi gradien tekanan airfoil simetris (t/c), membuktikan bahwa penggunaan ellips , airfoil simetris dan airfoil asimetris  sebagai inlet  disturbance efektif mempengaruhi perkembangan boundary layer pada permukaan silinder di belakangnya.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Penyelesaian Numerik
Penyelesaian  numerik  dilakukan  dengan  tiga  tahap,  yaitu pre-processing, processing , dan post processing . Tahap pre- processing terdiri  dari  pembuatan  geometri  2-dimensi  dan pemodelan simulasi dengan software SolidWorks 2021, lalu meshing dan penentuan kondisi batas pada software Gambit 2.4.6.  Pertama,  yaitu  pembuatan  geometri  2-dimensi  yang dilakukan di software SolidWorks 2021 dengan dimensi wind tunnel 2000  x  200  mm,  lalu  menyusun  satu  bodi  utama berbentuk silinder sirkular berdiameter 36 mm dan satu bodi pengganggu berbentuk airfoil dengan chord 36 mm, di mana angle of attack airfoil divariasikan 0 ˚ dan jarak antar airfoil dengan silinder sirkular S/D = 1 dengan skema seperti pada Gambar 1. Dengan keterangan Gambar 1, Diameter Silinder Sirkular ( 𝐷 ) = 36 mm, Chord Disturbance Body ( 𝑐 ) = 36 mm, Jarak ( 𝑆 ) = 36 mm.
Langkah kedua yaitu melakukan meshing yang dilakukan di software Gambit  2.4.6. Meshing merupakan  proses pembagian  model  solid  menjadi  elemen-elemen  kecil  yang berfungsi  untuk  mempermudah  perhitungan  dan  iterasi sebuah simulasi. Untuk melakukan meshing dari suatu model harus didefinisikan kondisi batasnya agar proses iterasi dapat berjalan  lancar  sesuai  apa  yang  diinginkan.  Pembuatan meshing dijelaskan pada Gambar 2 Meshing yang digunakan memiliki  jumlah nodes 203801  dengan  penentuan menggunakan Grid Independency Test (GIT).
Kemudian,  langkah  berikutnya  adalah  tahap processing yang  terdiri  dari scale  and  check ,  pemilihan solver , input model , penentuan material, input boundary conditions, input
solution methods , initialization , dan calculation . Energy pada keadaan off karena  pada  penelitian  ini  tidak  menganalisis perpindahan  panas  yang  terjadi.  Untuk  model viscous yang digunakan  pada  simulasi  adalah  k-ω Shear  stress  transport (SST), karena k-ω SST merupakan gabungan yang akurat dari perumusan  model  k-ω Standard pada  dekat  dari  dinding dengan k-ε Standard yang jauh dari dinding. Model k-ω SST juga lebih andal untuk kelas aliran yang lebih luas daripada k-ω Standard , termasuk aliran adverse pressure gradient. Material  yang  digunakan  memiliki  temperatur  300  K, densitas 1,225 kg m -3 , dan viskositas sebesar 1,7894 10 -5 N s m -2 . Parameter yang dimasukkan adalah kecepatan inlet yaitu velocity  magnitude sebesat  8,717  m/s. Turbulent  Intensity sebesar 0.5 %. Untuk turbulent Length Scale sebesar 0,07D (D = diameter silinder sirkular) ANSYS Inc. (2009). Metode yang digunakan untuk simulasi ini adalah Pressure-Velocity Coupling dengan  skema  SIMPLEC. Spacial  Discretization untuk  tekanan  menggunakan Second  Order .  Untuk momentum, turbulent kinetic energy , dan specific dissipation rate menggunakan Second  Order  Upwind.  Transient Formulation menggunakan Second Order Implicit . Inisialisasi  dilakukan  dengan  metode hybrid  Intilializaiton. Sebelum  melakukan  iterasi,  karena  analisi  numerik  pada Transient maka Time Step Size yang di terapkan untuk aliran yang melitasi silinder sirkular yaitu sebesar 0.001.
Pada tahap post-processing data yang diambil berupa data kuantitatif  dan  kualitatif.  Data  kuantitatif  berupa  koefisien tekanan (Cp), fluktuatif nilai koefisien drag ( 𝐶 𝐷𝑓 ) , fluktuatif nilai koefisien lift (𝐶 𝐿𝑓 ) , Strouhal Number (St), Shape Factor (H), grafik 𝐶 𝐿𝑓 dapat dilihat pada Gambar 3. Sedangkan untuk data kualitatif berupa kontur tekanan statis, kontur kecepatan yang  dipadu  dengan streamline, dan  kontur vorticity magnitude .
Koefisien  tekanan  dan  profil  kecepatan  dapat  diperoleh menggunakan metode instantaneous time , yakni pengambilan  nilai  rata-rata  yang  dilakukan  dengan penghentian iterasi pada lima titik.  Untuk menghitung rata- rata  koefisien  tekanan,  Penghitungan  rata-rata  koefisien tekanan dapat menggunakan rumus sebagai berikut.
Gambar  2.  Domain  simulasi  numerik  a)  Skema  keseluruhan,  b)  Detail penempatan silinder sirkular dan airfoil secara tandem.
Gambar  1. Computational  meshing a) Overall  meshing  system ,  b)  Detil meshing antara airfoil dan silinder sirkular.
Kemudian  untuk  memperoleh Strouhal  number dapat menggunakan grafik fluktuatif koefisien lift . Perhitungan dari Strouhal number menggunakan persamaan berikut.
𝐶𝑝 = 𝐶 𝑝1 +𝐶 𝑝2+ 𝐶 𝑝3 +𝐶 𝑝4+ 𝐶 𝑝5 5 (1)
𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 = 𝑇 𝑛 −𝑇 1 𝑆ℎ𝑒𝑑𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒 (2)
𝑓 = 1 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 (3)
𝑆𝑡 = 𝑓∙𝐷 𝑈 (4)
Dari  grafik 𝐶 𝐿𝑓 pada  Gambar  4,  didapat  perhitungan sebagai berikut:
𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 = (0,495 −0,4025) 4,5 = 0,0205 𝑠 𝑠𝑖𝑘𝑙𝑢𝑠 ⁄ (5) 𝑓 = 1 0,0205 = 48,78 𝐻𝑧 (6)
𝑆𝑡 = 48,78 𝐻𝑧 ∙0,036 𝑚 8,717 𝑚/𝑠 = 0,201 (7)

## B. Diagram Alir Penelitian
Skema  penelitian  dijelaskan  dalam  bentuk  diagram  alir yang diberikan pada Gambar 5.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Distribusi Koefisien Tekanan (Cp) pada Silinder Utama pada  Variasi  Tanpa  Bodi  Penggangu  dan  dengan  Bodi Penggangu Airfoil pada Sudut α=0°
Pembahasan  dilakukan  dengan  mengelompokkan  dan membandingkan  grafik  distribusi  koefisien  tekanan  pada silinder  utama  dengan  variasi  konfigurasi  tanpa  bodi penggangu  dan  dengan  variasi airfoil NACA0012, NACA0018,  dan  NACA  0024  pada  sudut  α  =  0°.  Data koefisien  tekanan  sesaat  pada  setiap  titik  dalam  satu
gelombang  koefisien lift sesaat  fungsi  waktu  (jumlah  titik sebanyak  5  titik)  yang  kemudian  diolah  menjadi  koefisien rata-rata.
Distribusi  nilai  tekanan  pada  permukaan  silinder  utama dalam  konfigurasi  tanpa  bodi  penggangu  yang  ditampilkan dalam  Gambar  6.  menunjukkan  bahwa  titik  stagnasi,  yang ditandai  dengan Cp = 1, terjadi pada sudut  0˚. Setelah titik stagnasi, distribusi  nilai  tekanan menurun secara signifikan, menandakan  bahwa  aliran  mengalami  percepatan  hingga mencapai kecepatan maksimum yang ditunjukkan oleh nilai koefisien  tekanan  yang  paling  rendah.  Aliran  mencapai kecepatan  maksimum  sekitar  ±65°  di upper  side silinder utama,  dan  pada  sudut  ±290°  di lower  side silinder  utama. Setelah  itu,  aliran  mengalami  perlambatan  akibat  adanya tekanan adverse pressure , yang ditunjukkan oleh peningkatan  grafik  nilai  koefisien  tekanan.  Pada  satu  titik, aliran  tidak  dapat  melawan adverse  pressure dan  gesekan, sehingga mengalami separasi pada titik sekitar ±85° di upper side dan  ±270°  di lower  side .  Terdapat  perbedaan  dalam grafik distribusi nilai koefisien tekanan antara variasi NACA, dengan  NACA0024  memiliki  nilai base  pressure tertinggi dan NACA0018 memiliki nilai terendah.
Sedangkan  untuk  silinder  utama  dengan  adanya  bodi penggangu airfoil yang  dijelaskan  pada  Gambar  6,  hampir
Gambar 4. Grafik C Lf pengambilan nilai rata-rata dalam satu periode.
Gambar 5. Grafik 𝐶 𝐿𝑓 silinder sirkular tanpa bodi pengganggu. -1 -0.5 0 0.5 1 0.4 0.41 0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49 C Lf 𝜏 𝜏
Gambar 3. Diagram alir penelitian.
seluruh  nilai  koefisien  tekanan  bernilai  negatif.  Hal  ini menandakan  bahwa  silinder  utama  masih  dilingkupi  oleh wake dari bodi penggangu airfoil terutama pada NACA0018. Tren  grafik  seluruh  variasi  bodi  penggangu airfoil hampir menyerupai tren grafik silinder tunggal. Namun, pada variasi bodi penggangu NACA0018, titik reattachment belum tepat pada  sudut  0°,  melainkan  terletak  pada  sudut  ±20°  untuk upper side dan pada sudut ±340° untuk lower side dan aliran mengalami  separasi  pada  sudut  ±110° upper  side dan  pada sudut ±255° untuk lower side . Sedangkan, pada variasi bodi penggangu  NACA0012,  titik reattachment terletak  pada sudut ±15° untuk upper side dan pada ±345° untuk lower side dan aliran mengalami separasi pada sudut ±105° untuk upper side dan  pada  sudut  ±260°  untuk lower  side .  Selanjutnya, pada variasi bodi penganggu NACA 0024, titik reattachment terletak  di  sekitar  sudut  ±30°  pada upper  side dan  di  sudut ±335° pada lower side dan aliran mengalami separasi di sudut ±105° pada upper side dan di sudut ±260° pada lower side. Perbandingan  titik reattachment dan  separasi  pada  silinder utama  seluruh  variasi  bodi  penggangu airfoil dapat  dilihat pada Tabel 1.
Berikutnya,  data  yang  ditampilkan  merupakan  data kualitatif  visualisasi  aliran  yang  diperoleh  dari  simulasi berupa velocity  pathline pada  bodi  penggangu airfoil dan silinder utama tersusun tandem yang dijelaskan pada Gambar 7  (a); (b); (c), titik  stagnasi  (St) terletak pada leading  edge. Akibat  adanya adverse  pressure, aliran  mengalami  separasi (Sp) setelah maximum thickness pada lower dan upper side . Sedangkan,  untuk velocity  pathline pada  silinder  utama ditunjukkan  pada  Gambar  7  (a),  (b),  dan  (c),  aliran mengalami reattachment pada  sudut  ±15°,  ±20°,  dan ±30°untuk upper  side dan  pada  sudut  ±345°,  ±340°,  dan
±335°  untuk lower  side. Setelah  terjadi reattachment pada aliran,  aliran  tersebut  membagi  menjadi  dua  di  bodi penggangu airfoil . Aliran pertama mengalir ke arah silinder utama  dan  terpisah,  disebut  sebagai  separasi forward  shear layer .  Sementara  itu,  aliran  kedua  mengalir  ke  arah  bodi penggangu airfoil dan  terpisah,  disebut  sebagai  separasi backward shear layer .
B. Koefisien Drag (C D ) pada Silinder Utama
Data kuantitatif selanjutnya yang diteliti pada penelitian ini adalah  menghitung  koefisien drag yang  dihasilkan  dari silinder utama. Hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan bodi penggangu airfoil terhadap nilai koefisien drag dengan tanpa bodi penggangu. Nilai koefisien drag ( 𝑪 𝑫 ) dengan  variasi  NACA0012,  0018,  dan  0024,  serta  variasi angle  of  attack α  =  0˚  dengan  bilangan  Reynolds  Re  = 2,1  ×   10 4 ditunjukkan pada Tabel 2.
Dari  Tabel  2,  pada  silinder  utama  nilai  koefisien drag terkecil dihasilkan oleh konfigurasi dengan penambahan bodi penggangu airfoil NACA0024  dan  nilai  koefisien drag terbesar  dihasilkan  konfigurasi  dengan  penambahan  bodi penggangu airfoil NACA0018. Nilai koefisien drag silinder utama  yang  terendah  yaitu  0,86.  Sedangkan  nilai  koefisien drag silinder utama yang tertinggi yaitu 1,23.
Perbandingan  grafik  fluktuatif  koefisien  drag (𝐶 𝐷𝑓 ) pada silinder  utama  dengan  variasi angle  of  attack pada  bodi penggangu airfoil ditunjukkan pada Gambar 8. menjelaskan perbandingan  nilai 𝐶 𝐷𝑓 pada  silinder  utama,  yaitu penambahan bodi penggangu airfoil pada angle of attack α =
Gambar 6. Grafik distribusi koefisien tekanan rata-rata silinder degan bodi penggangu airfoil pada sudut 𝛼 = 0° .
Tabel 1. Titik reattachment dan separasi pada silinder utama dengan adanya bodi
penggangu airfoil Airfoil Upper side Lower Side Re-attach Separasi Re-attach Separasi NACA 0012 ±15 o ±105 o ±345 o ±260 o NACA 0018 ±20 o ±110 o ±340 o ±255 o NACA 0024 ±30 o ±105 o ±335 o
±250 o
Tabel 2.
Perbandingan rata-rata koefisien lift, koefisien drag , dan angka strouhal
NO. Variasi (α) NACA Silinder utama C L C D St 1. Tanpa IDB - 0 1,23 0,204 2. 0˚ 0012 0 1,04 0,240 0018 0 1,14 0,250 0024 0 0,86 0,249 (a) (b) (c) Gambar 7. Velocity pathline konfigurasi tandem dengan 𝛼 = 0° 𝑑𝑎𝑛 bodi penggangu airfoil pada; (a) NACA0012; (b) NACA0018; (c) NACA0024.
0˚sangat efektif dalam mereduksi gaya hambat dibandingkan dengan nilai gaya hambat yang dimiliki silinder utama tanpa bodi pengganggu.
Perbandingan  grafik  fluktuatif  koefesien lift ( C Lf ) pada silinder  utama  dengan  variasi angle  of  attack pada  bodi penggangu airfoil ditunjukkan  pada  Gambar  9.  Gambar tersebut  menunjukkan  penambahan  bodi  penggangu airfoil pada angle  of  attack α  =  0˚  memiliki  rentang  grafik  lebih besar  dibandingkan  dengan  silinder  utama  tanpa  bodi pengganggu.

## C. Analisis Srouhal Number pada Silinder Utama
Berdasakan  Tabel  2,  nilai  angka  Strouhal  meningkat  dan relatif  lebih  tinggi  dibandingkan  silinder  utama  tanpa  bodi pengganggu.  Nilai  tertinggi  didapatkan  pada  variasi  bodi pengganggu. Hasil ini menjelaskan bahwa reduksi gaya drag yang semakin besar akan menghasilkan panas yang semakin tinggi.  (Alam,  et  al.,  2003)  menyebutkan  bahwa  frekuensi vortex shedding dihitung  berdasarkan lebar dari shear layer yang  bergantung  pada  titik  separasi  aliran.  Separasi  aliran yang  tertunda  menyebabkan  lebar  dari shear  layer separasi berkurang,  oleh  karena  itu  nilai  dari  angka  Strouhal bertambah.
D. Analisis  Kontur  Tekanan  Statis  Aliran  Melintas  Airfoil Simetris dan Silinder Sirkular
Gambar 10 menunjukkan bahwa variasi penambahan bodi penggangu airfoil dengan  α  =  0˚  mengalami  tekanan  statis rendah ditandai dengan daerah pada konfigurasi tersebut yang didominasi  dengan  warna  biru,  artinya  nilai  tekanan  yang terjadi  pada  daerah  tersebut  rendah.  Selain  itu,  perbedaan tekanan  yang  terjadi  antara trailing  edge pada airfoil dan
silinder utama menjelaskan bahwa terjadi daerah wake yang sempit  setelah  aliran  melewati trailing  edge, dan  kontur tekanan statis pada sisi upper side dan lower side tidak teralu signifikan.
E. Analisis  Kontur  Vorticity  Magnitude  Aliran  Melintasi Airfoil Simetris dan Silinder Sirkular
Dalam unsteady  flow ,  terjadi  pembentukan  pelepasan vortex pada  setiap time  step yang  berbeda.  Keadaan  aliran yang tidak stabil ini dapat menghasilkan fenomena pelepasan vortex . Pelepasan vortex terjadi ketika terjadi interaksi antara dua lapisan aliran yang bergeser pada upper side dan lower side silinder. Proses awal  terbentuknya vortex terjadi  ketika pasangan vortex yang terbentuk  menjadi  tidak stabil karena adanya gangguan kecil. Gambar  11 menggambarkan bahwa konfigurasi  utama  silinder  dengan  tambahan  pengganggu berbentuk airfoil dengan  sudut  α  =  0˚  memiliki wake yang besar ditandai dengan gradasi hijau ke merah.

## F. Diskusi
Pada  subbab  ini  akan  dilakukan  diskusi  dengan membandingkan  hasil  simulasi  numerik  dengan  penelitian eksperimen  yang  dilakukkan  oleh  Sarioglu  (2017)  untuk membandingkan nilai  koefisien drag silinder utama dengan adanya  bodi  penggangu airfoil .  Penelitian  eksperimen  ini
Gambar 8. Grafik fluktuatif koefisien drag ( 𝐶 𝐷𝑓 ) pada silinder utama dengan kofigurasi α = 0˚.
Gambar 9. Grafik fluktuatif koefisien drag ( 𝐶 𝐿𝑓 ) pada silinder utama dengan kofigurasi α = 0˚.
Tabel 3.
Grafik perbandingan nilai koefisien drag penelitian terbaru dengan
penelitian Sarioglu (2017)
Variasi NACCA0012 (α) C D Terbaru C D (Sarioglu, 2017) Silinder Utama Silinder Utama 0 o 1,039 1,001 (a) (b) (c)
Gambar  10.  Kontur  tekanan  statis  instantaneous  pada  silinder  utama  dan dengan  α  =  0˚  pada  bodi  penggangu airfoil pada;  (a)  NACA0012;  (b) NACA0018; (c) NACA0024.
dilakukan  pada  bilangan  Reynolds,  Re  = 1,5 × 10 5 pada D = 25 mm pada silinder sirkular dan bodi penggangu airfoil NACA0012 dengan angle of attack α = 0˚, serta jarak antara trailing  edge dan  silinder  utama  S/D  =  1.  Tabel  3 menunjukkan perbandingan nilai koefisien drag pada silinder utama yang sangat mirip antara hasil numerik dan eksperimen
yang  dilakukan  Sarioglu  (2017).  Kedua  penelitian  juga membuktikan  bahwa  penambahan  bodi  penggangu airfoil dapat mereduksi nilai koefisien drag [2] .

## IV. KESIMPULAN
Penelitian mengenai pengaruh penambahan bodi penggangu airfoil terhadap  karakteristik  aliran  melintasi silinder  sirkular  yang  tersusun  tandem  dengan  berbentuk airfoil dengan  variasi  NACA0012;  0018;  0024  dan  dengan variasi angle  of  attack α  =  0 o disusun  dengan  jarak  antar trailing  edge  airfoil dan  diameter  silinder  sirkular  S/D  =  1. Pada  bilangan  Reynolds  Re  = 𝟐, 𝟏  ×   𝟏𝟎 𝟒 telah  dilakukan secara numerik dengan aliran unsteady menggunakan model k-ω Shear stress transport (SST). Kesimpulan berikut dapat ditarik  dari  hasil  penelitian  ini:  (1)  Distribusi  tekanan  pada silinder  utama  memiliki  karakteristik  yang  serupa  dengan silinder  tunggal,  pada  bodi  penggangu airfoil dengan  α  = 0˚memiliki  hasil  relatif  kecil.  (2)  Penambahan  bodi penggangu airfoil NACA0024 pada α = 0˚ dapat mereduksi koefisien drag maksimum  30,17%.  Sedangkan  pada penambahan  bodi  penggangu airfoil. (3) Angka  Strouhal terbesar  didapatkan  oleh  konfigurasi  tandem  dengan penambahan airfoil NACA0018  dengan  α  =  0 o ,  sedangkan angka Strouhal  terkecil didapatkan oleh konfigurasi  tandem dengan  penambahan airfoil NACA0012  dengan  α  =  0 o .  (4) Visualisasi velocity  pathline menjelaskan  bahwa  dengan penambahan  bodi  penggangu airfoil dapat  menunda  titik separasi  aliran  pada  silinder  utama.  Sedangkan  pada visualisasi vorticity  magnitude menunjukkan  bahwa  dengan penambahan  bodi  penggangu airfoil  wake yang  terbentuk pada silinder utama lebih kecil dibandingkan dengan silinder tunggal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  C. Y. Zhou, C. W. Sun, Y. Zhou, and L. Huang, “A Numerical Study of a Circular Cylinder in the Wake of an Airfoil,” in 15th Australasian
Fluid  Mechanics  Conference,  15th  Australasian  Fluid  Mechanics Conference, University of Sydney, Sydney, Australia , 2004, pp. 13–17.
[2]  M. Sarioglu, “Aerodynamic characteristics of the flow around an airfoil and a circular cylinder,” Omer Halisdemir Univ. J. Eng. Sci. , vol. 6, no. 1, pp. 191–202, 2017.
[3]  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.
[4]  D.  Z.  Sinaga,  “Studi  Eksperimental  Karakteristik  Aliran  Melintasi Silinder  Tunggal  yang  Diganggu  Ellips,  Airfoil  Simetris  dan  Airfoil Asimetris,”  Departemen  Teknik  Mesin,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember Surabaya, 2005.
(a) (b) (c)
Gambar 11. Kontur vorticity magnitude instantaneous pada silinder utama dengan  α=0˚  pada  bodi  penggangu airfoil pada;  (a)  NACA0012;  (b) NACA0018; (c) NACA0024.