## STUDI PARAMETRIK PENGARUH ROUGHNESS TERHADAP PROFIL KECEPATAN LAPISAN BATAS PADA SIMULASI ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER DI WIND TUNNEL
(PARAMETRIC STUDY OF ROUGNESS INFLUENCE TOWARD THE BOUNDARY LAYER VELOCITY PROFILE ON THE SIMULATION OF ATMOSPHERIC BOUNDARY LAYER IN THE WIND TUNNEL)
Subagyo UPT-LAGG, BPPT e-mail: subagyo@bppt.go.id, cpbagyo@yahoo.com

## ABSTRACT
The influence of wind forces acting on tall buildings is crucial to be understood in designing and analyzing high buildings. This is necessary so that the buildings which were  designed  comply  with  the  safety  design  criteria.  The  wind  influence  in  this  case affected  by wind speed  profile. This  wind speed  profile  is  represented by  vale  of  curve which  is  located  in  the  boundary  layer.  Boundary  layer  in  this  case  refers  to Atmospheric Boundary Layer (ABL). ABL is the part of the atmosphere which is directly influence towards the Earth's surface. Flow velocity profile on ABL can have a slope or steep gradient it is depended on the characteristics of the upstream surface. ABL can be constructed  through  two  methods:  Experiments  and  Numerical  Simulations.  ABL reconstruction  study  in  this  paper  uses  experimental  methods.  In  experiments,  the reconstruction is usually performed with the ABL try and error, it is necessary to guide the trend of ABL parameters to make it easier and more effective in the ABL generation. Keywords: ABL, Wind, Force, Building, Simulation, Experiment

## ABSTRAK
Pengaruh  kekuatan  angin  yang  bekerja  pada  gedung  tinggi  sangat  penting untuk  dipahami  berkaitan  dengan  desain  dan  analisis  bangunan  tinggi.  Hal  ini diperlukan  agar  bangunan  yang  dirancang  dapat  memenuhi  kriteria  aman.  Pengaruh angin  dalam  hal  ini  dipengaruhi  oleh  profil  kecepatan  angin  yang  merupakan  kurva lengkung yang terletak di batas lapisan. Dalam hal ini lapisan batas biasanya disebut dengan Atmospheric  Boundary  Layer (ABL).  ABL  adalah  bagian  dari  atmosfer  yang berimbas langsung terhadap permukaan bumi. Profil kecepatan aliran pada ABL dapat memiliki  gradien  landai  atau  curam  tergantung  pada  karakteristik  dari  permukaan hulu.  ABL  dapat  diketahui  dan  direkonstruksi  melalui  dua  metode  yaitu  eksperimen dan  simulasi  numerik.  Penelitian  rekonstruksi  ABL  dalam  makalah  ini  menggunakan metode  eksperimen.  Dalam  eksperimen  atau  percobaan,  rekonstruksi  ABL  biasanya dilakukan  dengan try  and  error ,  perlu  untuk  mengetahui  kecenderungan  parameter ABL untuk membuatnya lebih mudah dan lebih efektif dalam membangun ABL. Kata kunci: ABL, Angin, Gaya, Bangunan, Simulasi, Eksperimen
1  PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengaruh  angin  terhadap  gaya- gaya yang bekerja pada bangunan tinggi
merupakan  hal  yang  penting  untuk dianalisis  dalam  perancangan  sebuah bangunan tinggi. Hal ini diperlukan agar bangunan yang dirancang bisa
memenuhi  kriteria  aman.  Pengaruh angin  dalam  hal  ini  dipengaruhi  oleh profil  kecepatan  angin  yang  merupakan daerah  aliran  yang  berada  di  dalam lapisan batas. Lapisan batas pada kasus ini  biasa  disebut  dengan Atmospheric Boundary Layer . Atmospheric Boundary Layer
adalah  bagian  dari  atmosfer  yang langsung
berpengaruh terhadap permukaan  bumi.  Profil  kecepatan aliran pada Atmospheric Boundary Layer
bisa  memiliki  gradien  yang  landai maupun curam bergantung pada
karakteristik permukaan upstream . Atmospheric
Boundary
Layer
(ABL)  bisa  direkonstruksi  melalui  dua metode, yaitu  Eksperimen  dan  Simulasi Numerik.  Penelitian  rekonstruksi  ABL dalam makalah ini menggunakan metode eksperimen. Dalam Eksperimen, rekontruksi  ABL  biasanya  dilakukan dengan try  and  error ,  perlu  adanya panduan  kecenderungan  dari  parameter- parameter  ABL  untuk  mempermudah dan  lebih  efektif  dalam  merekontruksi ABL.

## 1.2 Tujuan
Ada  pendefinisian  yang  perlu diketahui  terlebih  dahulu  sebelum mengidentifikasi tujuan penelitian yakni yang dimaksud dengan elemen kekasaran.  Elemen  kekasaran  adalah elemen  yang  menggantikan  kekasaran permukaan  yang  terbuat  dari  kotak persegi  dengan  ukuran  dan  ketinggian yang  akan  diatur  untuk  memperoleh ABL yang diharapkan.
Selanjutnya  tujuan  dari  penelitian ini adalah sebagai berikut:
Mengidentifikasi  kecenderungan pengaruh  kecepatan,  kerapatan  elemen kekasaran, dan tinggi elemen kekasaran terhadap  parameter  ABL  koefisien pangkat α.
Mengidentifikasi  kecenderungan pengaruh  kecepatan,  kerapatan  elemen kekasaran, dan tinggi elemen kekasaran
terhadap parameter-parameter ABL tebal lapisan batas δ.

## 2 METODE
ABL  mempunyai  profil  kecepatan yang unik sesuai dengan posisi geografis dari  lokasi  yang  direkonstruksi.  Metode rekonstruksi  adalah  dengan  metode eksperimen di terowongan angin dengan menguji  sampel  dengan  kerapatan elemen  kekasaran  dan  tinggi  elemen kekasaran di terowongan.

## 3 TEORI DASAR
Pada  bab  ini  akan  dijelaskan mengenai  teori-teori  yang  menjadi landasan  dalam  eksperimen.  Berturut- turut  akan  dipaparkan  teori  mengenai aliran melalui permukaan kasar, morphometric  methods dan wind  tunnel theory .

## 3.1 Aliran Melalui Permukaan Kasar
Perlu  diketahui  tentang  struktur aliran yang melalui rough surface . Shear stress pada aliran yang melalui permukaan  kasar  didominasi  oleh drag elemen kekasaran, berbeda dengan pada aliran smooth yang  didominasi  oleh viskositas  (Raupach  et  al.,  1991) [Benson, J., 2005]. Struktur aliran yang melalui  permukaan  kasar  dapat  dilihat pada Gambar 3-1, biasanya diidentifikasi melalui lapisan-lapisan berikut,
a. Roughness  Sublayer (RS)  dimana kecepatan  tidak  homogen  secara horizontal sebagaimana
aliran dipengaruhi oleh elemen kekasaran ,
b. Inertial  Sublayer (IS)  dimana  aliran homogen secara  horizontal  dan  aliran hanya bervariasi tergantung tinggi (z).
Ketebalan  RS  tergantung  dari geometri  permukaan  yang  biasanya  2 sampai  5  kali  tinggi  elemen  kekasaran (Cheng  and  Castro,  2002)  [Benson,  J., 2005].  Di  dalam  RS  terdapat canopy layer yang  memiliki  tebal  di  bawah  RS, dimana  aliran  tidak  homogen  terhadap space .
Gambar 3-1: Ilustrasi Inertial  Sublayer dan Roughness  Sublayer [Benson,  J., 2005]
Profil  tegangan  geser  pada  RS juga  tidak  homogen  secara  horizontal, namun  di  IS  tegangan  geser  diperkirakan konstan  terhadap  tinggi  dan  homogen secara horizontal.
Gambar 3-2: Mean  wind  velocity di  dalam boundary  layer pada  beberapa terrain .  [_____,  Simulation  of Natural Wind in Wind Tunnel ]
Power  Law [Simiu,  E.,  Scanlan,  R.H., 1996] pada profil kecepatan dinyatakan,
(3-1)
dengan,
U(z) : kecepatan pada ketinggian z, G  : kecepatan pada ketinggian z=δ, Δ  : tebal lapisan batas, α  : power law exponent .
Adapun Logarithmic  Law [Simiu, E.,  Scanlan,  R.H.,  1996]  mengikuti persamaan,
(3-2) dengan, U(z) : kecepatan  rata-rata  pada ketinggian z, u*≡√(τ_0/ρ) : shear velocity
z 0 : roughness  length (sangat kecil), κ : konstanta  von  Karman ≅ 0.4. Pada penelitian ini profil kecepatan  menggunakan Power  Law dengan  parameter  koefisien  pangkat  α dan  tebal  lapisan  batas  δ.  Dibawah  ini contoh  dari wind  code yang  digunakan oleh  Taiwan  yang  dapat  dilihat  pada Tabel 3-1.
Tabel 3-1:  KATEGORI EKSPOSURE

## DARI
TAIWAN WIND  CODE .  [Jing-Jong Jang, et al, 2009] Exposure Categories Character of Exposure α Z g (m) Exposure A  Large  city  centers with at least 50% of the buildings having a height in excess of 20 m. 0.32  500 Exposure B  Urban and suburban areas, or other terrain with numerous closely spaced  obstructions having  the  size  of single family dwellings or larger. 0.25  400 Exposure C  Open  terrain  with scattered obstructions  having heights generally less than 10 m. This category includes flat  open  country and grasslands, 0.15  300 3.2 Morphometric Methods Gaya hambat permukaan
tergantung  dari  bentuk  dan  ukuran elemen  kekasaran , yang  diformulasikan dengan  variabel Z 0 ( roughness length , dimana U=0) dan d ( displacement height ). Morphometric method mengkaitkan tinggi elemen kekasaran dengan nilai Z 0 dan d Grimmond  and  Oke  (1999),  Macdonald et  al.  (1998)  [Simiu,  E.,  Scanlan,  R.H., 1996].
Gambar 3-3: Idealisasi  dimensi morphometric surface  roughness. [Benson,  J.,
2005]
Metode ini mengacu pada geometri yang ditunjukan pada  Gambar 3-3.  Metode  ini  memperkenalkan  tiga variabel,
 Height based (Tinggi elemen), H
 Height dan plan area fraction
(3-3)
 Height dan frontal area index (3-4) Untuk  menghitung and  d Counihan (1971) memberikan
persamaan berikut:
(3-5) (3-6) Counihan (1971) membatasi persamaan ini pada
3.3 Wind Tunnel Theory Penggunaan wind  tunnel untuk studi dibutuhkan untuk penyederhanaan kompleksitas real life roughness menjadi elemen  kekasaran  yang  berupa  balok- balok kecil. Selain itu, penggunaan wind tunnel juga  bagus  untuk  studi  struktur lapisan  batas  yang  membutuhkan pengubahan ketinggian elemen kekasaran  secara  mudah.  Eksperimen pada  skala  penuh sangat  sulit  dilakukan dan membutuhkan alat ukur yang tinggi yang  menghabiskan  biaya  yang  besar. Adapun  di wind  tunnel bisa  dengan mudah  mengatur  elemen  kekasaran sesuai  dengan  studi.  Akan  tetapi, eksperimen  di wind  tunnel harus
menghasilkan  data  yang  karakteristiknya sesuai dengan ABL yang sesungguhnya.
Profil  kecepatan  harus  diukur pada  ujung upstream dan downstream diperbandingkan.  Hal  ini  dilakukan karena  lapisan  batas  yang  dihasilkan pada wind  tunnel harus equilibrium dengan  permukaan,  profil  kecepatan dan  karakteristik  turbulen  tidak  boleh berubah  secara  signifikan  terhadap fetch .
Jika  elemen  kekasaran  terlalu besar  maka  aliran  akan  mengalami penambahan  tekanan  atau  memiliki pressure  gradient yang  tidak  nol  akibat dinding wind  tunnel ,  dan  mengakibatkan akselerasi aliran yang terkena blockage . Blockage coefficient didefinisikan sebagai,
Φ=A_proj/A_wt (3-7)
Dimana,  A_proj  adalah  luas  dari obstacle yang  diproyeksikan  terhadap cross  section wind  tunnel A_wt  adalah luas cross  section wind  tunnel cross- sectional area . Batasan yang ditentukan oleh VDI (2000) adalah Φ ≤ 5%.

## 4 INSTALASI EKSPERIMEN
Pada  bab  ini  akan  disajikan tentang  langkah-langkah  atau  prosedur eksperimen,  yang  meliputi  pembahasan wind  tunnel ,  model, dan  alat  ukur yang digunakan.  Berikut  ini  adalah beberapa konfigurasi  eksperimen  yang  telah dilakukan oleh Cook [Cook, N.J., 1978], NUS  [_____,Simulation  of  Natural  Wind in Wind  Tunnel ],  dan  Kozmar  [Kozmar, H., 2011].
Gambar 4-1: Konfigurasi Eksperimen yang dilakukan  oleh  Cook.  [Cook,  N.J., 1978]

## 4.1 Wind Tunnel
Wind  Tunnel yang  digunakan dalam  eksperimen  ini  adalah Sand Erosion Wind  Tunnel –  LAGG    dengan ukuran  seksi  uji  300  mm  x  300  mm  x 675  mm  dengan  tipe  open wind  tunnel (Gambar  4-2  dan  4-3),  memiliki  RPS controller untuk  mengatur  kecepatan aliran  dengan  mengatur  putaran fan . Kalibrasi  kecepatan  dengan  RPS  dapat dilihat di Gambar 4-4.
Gambar 4-2: Sand  Erosion Wind  Tunnel UPT- LAGG BPPT
Gambar 4-3: Seksi  Uji Sand  Erosion Wind Tunnel UPT-LAGG BPPT
Gambar 4-4: Grafik  Kalibrasi Sand  Erosion Wind Tunnel UPT-LAGG BPPT

## 4.2 Model
Elemen-elemen  kekasaran  yang digunakan  adalah  balok-balok  kayu balsa  yang  ditempelkan  pada board sesuai  dengan  kerapatan.  Kerapatan roughness di definisikan sebagai,
λ=λp= Ap/A T
(3-8)
Dengan adalah  luas  proyeksi
balok  terhadap board , adalah  luas daerah  yang  di  sekitar  balok  (lihat Gambar 3-3 pada bab 3).
Pada  eksperimen  ini  digunakan spire ( turbulence  generator )  dengan  tipe Irwin  yang  berbentuk  segitiga  dengan penyangga (Gambar 4-5). Dengan h=125 mm,  b=20  mm,  l=30  mm  (tipe  Irwin [Simiu, E., Scanlan, R.H., 1996]).
Nilai-nilai di atas dihitung berdasarkan  persamaan  7.2.1  pada textbook Simiu  dan  Scanlan  [Simiu,  E., Scanlan, R.H., 1996],
Dengan mengasumsikan
.
Dari asumsi di atas maka,
≅ ≅ Perhatikan Gambar 4-5 adalah rancangan spire yang digunakan sebagai turbulence generator .
Gambar 4-5: Spire (turbulence generator)
0 5 10 15 20 1,3  4,4  7,5  10,5  13,6  16,7  19,8  22,8  25,9  29 V (m/ s) RPS Kurva Kalibrasi Test section Inlet Outlet
Gambar 4-6: Board dengan lambda yang berbeda. lambda (a) 0.04, (b) 0.08, dan (c) 0.25
Gambar 4-7: Elemen  kekasaran  yang  dipasang di Sand Erosion Wind Tunnel

## 4.3 Alat Ukur
Instrumen yang digunakan sebagai alat  ukur  adalah  AIRFLOW  TA460 dengan PROBE 486 yang bisa mengukur mean  velocity .  Alat  ukur  diletakan sejauh  60  mm  dari  ujung roughness board ke arah downstream (Gambar 4-8).
Pengukuran  dilakukan  dengan urutan sebagai berikut,
 U_∞=9m/s,H=0,λ=0
 U_∞=6m/s,H=10mm,λ=0.25  U_∞=9m/s,H=10mm,λ=0.25  U_∞=12m/s,H=10mm,λ=0.25  U_∞=9m/s,H=10mm,λ=0.04  U_∞=9m/s,H=10mm,λ=0.08  U_∞=9m/s,H=20mm,λ=0.04
 U_∞=9m/s,H=30mm,λ=0.04
Dengan  U_∞    kecepatan  aliran free stream ,  H  tinggi  elemen  kekasaran,  λ kerapatan antar elemen kekasaran.
5 HASIL EKSPERIMEN DAN PEMBAHASAN Pada bab ini disajikan hasil-hasil eksperimen pada studi parameter pengaruh roughness terhadap  lapisan batas  menggunakan Sand  Erosion Wind Tunnel LAGG-BPPT  30  cm  x  30  cm  x 67.5 cm, yaitu hasil eksperimen dengan variasi  kecepatan  aliran freestream , variasi  tinggi  elemen  kekasaran,  serta variasi kerapatan elemen kekasaran.
5.1 Pengaruh  Kecepatan  Aliran Free stream terhadap  Parameter  α Profil Kecepatan Lapisan Batas Studi  parameter  pertama  yang dilakukan  pada  eksperimen  ini  adalah perubahan  profil  kecepatan  lapisan batas  terhadap  perubahan  kecepatan aliran
freestream . Fokus pada
eksperimen  ini  adalah  memvariasikan kecepatan aliran freestream pada 6 m/s, 9  m/s,  dan  12  m/s  dengan  tinggi  dan kerapatan elemen kekasaran  pada nilai yang  tetap  yaitu  10  mm  dan  0.25.
Gambar 5-1
menunjukan profil
kecepatan  fungsi  terhadap  ketinggian yang  didekati  dengan power  regression sehingga  didapat  parameter  α  untuk masing-masing kecepatan aliran
freestream dimana  z  adalah  ketinggian diukur dari wall , δ adalah tebal lapisan batas,  U  adalah  kecepatan  di  dalam lapisan  batas  yang  merupakan  fungsi dari  z,  U_g  adalah  U  saat  z=δ.  Data
(a) (b) (c)
kecepatan  diukur  pada  jarak  180  mm dari ujung downstream elemen kekasaran. Data  kecepatan  hanya  bisa  diukur mulai  dari  15  mm  dari wall ,  hal  ini diakibatkan  oleh  alat  ukur  yang digunakan  memiliki  lubang  probe  yang letaknya 15 mm dari ujung, oleh karena itu  data  kecepatan  pada  z=0  tidak  ada dalam grafik.
(a) (b) (c) Gambar 5-1: Profil  kecepatan  pada  Lambda 0.04,  U_ freestream 9  m/s,  H  (a)
10 mm, (b) 20 mm, (c) 30 mm
Dari Gambar 5-2, profil
kecepatan  lapisan  batas  dari  ketiga kecepatan aliran freestream tidak berbeda secara signifikan. Dari 6 m/s ke  9  m/s  nilai  α  turun,  namun  dari  9 m/s  ke  12  m/s  nilai  α  hampir  tidak berubah  (Tabel  5-1).  Hal  ini  terjadi karena  lapisan  batas  yang  terjadi  disini adalah  lapisan  batas  turbulen  yang chaotic penuh  dengan eddy [Pope,  S.B., 2000] yang juga berkontribusi
membentuk  profil  kecepatan  pada lapisan  batas , berbeda  dengan  lapisan batas  laminar  yang  profil  kecepatan pada  lapisan  batas  hanya  dipengaruhi viskositas  yang  merupakan  fungsi  dari kecepatan  aliran freestream .  Kecepatan freestream ini  mempengaruhi  bilangan Reynold,  dan  viskositas  dipengaruhi oleh  bilangan  ini.  Profil  kecepatan  pada lapisan batas turbulen juga dipengaruhi oleh  viskositas,  namun  pada  lapisan batas turbulen ada eddy yang membuat profil  kecepatannya  berbeda  dengan lapisan batas laminar.
Gambar 5-2: Perbandingan  profil  kecepatan dengan  ketinggian  obstacle  H  10, 20, 30 mm
Tabel 5-1:  NILAI KOEFISIEN Α UNTUK U_ FREESTREAM 6, 9, 12 m/s U_freestream Α 6 m/s 0.3645 9 m/s 0.3222 12 m/s 0.3261
5.2 Pengaruh Tinggi Elemen kekasaran
terhadap Parameter α Profil
Kecepatan Lapisan Batas Bidang roughness terdiri  atas elemen-elemen yang memiliki ketinggian yang  seragam  pada  eksperimen  ini. Parameter berikutnya yang dicari pengaruhnya  terhadap  koefisien  α adalah  tinggi  elemen  kekasaran  yang disimbolkan  dengan  H.  Gambar  5-3  (a), (b)  dan  (c)  menunjukkan  tiga  profil kecepatan untuk H 10 mm, 20 mm, dan 30 mm.
Dari grafik tersebut memperlihatkan power regression untuk mencari  nilai  koefisien  α  masing- masing.  Nilai  R 2 untuk  ketiga  grafik semuanya  lebih  dari  0.99  yang  artinya regresi cukup baik mendekati distribusi data.
Gambar 5-4 menunjukkan perbedaan  signifikan  dan  teratur  pada profil  kecepatan  pada  ketiga  variasi  H. Dari Tabel 5-2, terlihat bahwa kenaikan nilai  H  juga  mempengaruhi  kenaikan nilai koefisien α. Hal ini memberikan arti bahwa  untuk  membuat  simulasi  ABL daerah  perkotaan  di Wind  Tunnel , diperlukan  tinggi  elemen  kekasaran  yang lebih tinggi dari simulasi ABL open terrain .
(a) (b)
(c)
Gambar 5-3: Profil  kecepatan  pada  Lambda
0.04,  U_ freestream 9  m/s,  H  (a)
10 mm, (b) 20 mm, (c) 30 mm
Gambar 5-4: Perbandingan  Profil  Kecepatan pada ketinggian obstacle H 10, 20, 30 mm Tabel 5-2: NILAI KOEFISIEN Α UNTUK KETINGGIAN  OBSTACLE  H  10,  20, 30 MM Ketinggian obsctacle H α 10 mm 0.2560 20 mm 0.3866 30 mm 0.4604 Dari  Gambar  5-5  terlihat  bahwa hubungan dan  (Tinggi  elemen kekasaran/Tinggi  seksi  uji)  dari  hasil logarithmic regression adalah
(5-1)
Dengan  L  adalah  tinggi  seksi  uji, H  adalah  tinggi roughness elemen, adalah koefisien pangkat hasil regresi.
Gambar 5-5: Trendline
perubahan alpha terhadap  tinggi roughness yang dinormalisasi Tabel 5-3: PERBANDINGAN NILAI ALPHA HASIL PENGUKURAN DENGAN NILAI ALPHA HASIL REGRESI
Tinggi (H/L) α α* Error 0.03 0.256  0.25646  0.2 % 0.07 0.387  0.38559  0.3 % 0.1 0.460  0.46112  0.2 % 5.3 Pengaruh Kerapatan Elemen
Kekasaran  terhadap  Parameter  α Profil Kecepatan Lapisan Batas Selain  tinggi  elemen  kekasaran, parameter  lain  dari  kekasaran  adalah kerapatan elemen. Definisi kerapatan (λ) telah  diulas  pada  bab  sebelumnya. Gambar  5-6  menunjukan  empat  variasi λ; yaitu λ=0, λ=0.04, λ=0.08, dan λ=0.25 dengan  nilai  koefisien  pangkat  α masing-masing  dari power  regression .
Sama  seperti  tinggi  elemen  kekasaran, kerapatan  elemen  kekasaran  juga berbanding  lurus  dengan  nilai  koefisien α  (Gambar  5-6  dan  Tabel  5-4). Kombinasi  dari  kerapatan  dan  tinggi elemen  bisa  dijadikan  parameter  untuk mensimulasikan  ABL  di Wind  Tunnel dengan  baik.  Lapisan  batas  turbulen memiliki  aliran  yang chaotic dengan kecepatan  yang  fluktuatif  untuk  setiap point  eulerian .  Dengan  adanya  elemen kekasaran yang tinggi dan cukup rapat, eddy akan  semakin  banyak  terbentuk
menambah  energi  kinetik  pada  aliran turbulen.  Dan  hal  inilah  yang  terjadi pada  angin  yang  melalui  daerah perkotaan.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 5-6: Profil Kecepatan pada U_ freestream 9  m/s,  H  30  mm,  Lambda  (a)  0, (b) 0.04, (c) 0.08, (d) 0.25

## Tabel 5-4: NILAI  KOEFISIEN  ALPHA  UNTUK
LAMBDA 0, 0.04, 0.08, 0.25
Kerapatan obstacle Lambda α 0 0.1877 0.04 0.256 0.08 0.3059 0.25 0.3222
Gambar 5-7: Perbandingan  profil  kecepatan pada Lambda 0, 0.04, 0.08, 0.25
Gambar 5-8: Trendline
perubahan alpha terhadap lambda
Tabel 5-5: PERSENTASI KENAIKAN ALPHA TERHADAP KENAIKAN LAMBDA lambda α Δ lambda Δ α 0.04 0.256 -50% -16% 0.08 0.306  Referensi  Referensi 0.25 0.322 +213% +5%
Dari  Gambar  5-8  terlihat  bahwa hubungan dan dari hasil logarithmic regression adalah
(5-2)
Dengan adalah  koefisien
pangkat hasil regresi.
Tabel 5-6: PERBANDINGAN NILAI ALPHA HASIL PENGUKURAN DENGAN NILAI ALPHA HASIL REGRESI Lambda α α* Error 0.04 0.256 0.2656 3.7 % 0.08 0.306 0.2891 5.5 % 0.25 0.322 0.3279 1.8 % 5.4 Pengaruh  Kecepatan  Aliran Free- Stream , Tinggi Roughness , Kerapatan Roughness Terhadap  δ Tebal Lapisan Batas Dari hasil eksperimen menunjukkan bahwa tebal lapisan batas tidak terlalu dipengaruhi secara signifikan  oleh  kecepatan freestream maupun roughness .  Tebal  lapisan  batas pada semua percobaan adalah ±11.5 cm. Tebal  lapisan  batas  diduga  lebih dipengaruhi  oleh  tinggi spire ,  namun perlu  dilakukan  studi  lebih  lanjut mengenai pengaruh spire terhadap profil lapisan batas.

## 6  KESIMPULAN DAN SARAN
Pada  bab  ini  penulis  menyajikan kesimpulan  dari  hasil  studi  parameter dan  saran  untuk  pengerjaan  lebih lanjut.

## 6.1 Kesimpulan
Dalam  simulasi Wind  Tunnel ini dilakukan  studi  tentang  pengaruh parameter  kecepatan  aliran freestream , tinggi elemen kekasaran, dan kerapatan elemen kekasaran terhadap nilai koefisien  α  yang  merepresentasikan profil kecepatan lapisan batas berdasarkan power  law .  Dari  hasil eksperimen  ini  penulis  mengambil konklusi sebagai berikut,
 Perubahan kecepatan
aliran
freestream tidak memberikan pengaruh  signifikan  terhadap  nilai  α pada profil kecepatan lapisan batas.
 Penambahan  ketinggian  pada  elemen kekasaran memberikan dampak
penambahan nilai koefisien
α.
Semakin tinggi elemen kekasaran pada simulasi wind  tunnel ,  lapisan  batas yang  terjadi  semakin  menyerupai  ABL pada daerah Urban . Begitupun
sebaliknya,  akan  menyerupai  ABL pada daerah Rural .
 Sama seperti ketinggian elemen kekasaran, kerapatan elemen kekasaran  juga  berbanding  lurus dengan nilai koefisien α.
 Kecepatan freestream dan roughness tidak  terlalu  berpengaruh  pada untuk tinggi spire yang konstan.

## 6.2 Saran
Eksperimen  ini  perlu improvement beberapa  hal  agar  pengaruh-pengaruh parameter  yang  lain  bisa  diketahui untuk  bahan  pertimbangan  desain simulasi ABL yang baik di Wind Tunnel .
Hal-hal  yang  menjadi  saran  untuk pengembangan selanjutnya adalah sebagai berikut,
 Mengukur turbulent  intensity pada lapisan batas, agar bisa diketahui data fluktuasi kecepatan.
 Melakukan  studi  parametrik  pada turbulent  generator atau spire ,  untuk melihat pengaruhnya terhadap
koefisien α.
 Membuat Wind  Tunnel khusus  ABL, dengan  elemen  kekasaran  yang  bisa diatur dengan otomatis.

## DAFTAR RUJUKAN
_____,Simulation  of  Natural  Wind  in
Wind Tunnel , The National University of Singapore.
Benson,  J.,  2005. Boundary-Layer
Response  to  a  Change  in  Surface Roughness ,  Master  Thesis,  The
University of  Reading. Cook, N. J., 1978, Wind-Tunnel
Simulations  of  the  Adiabatic Atmospheric  Boundary  Layer  by
Roughness ,  Barier,  and  Mixing-
Device Methods, Journal of Industrial  Aerodynamics,  157- 176.
Jing-Jong  Jang,  et  al,  2009. A  Study  of Wind  Speed  Profile  of  Taiwan Area ,  The  Seventh  Asia-Pacific Conference on Wind Engineering. Kozmar,  H.,  2011. Truncated  Vortex Generators  for  Part-Depth  Wind-
Tunnel
Simulations of the Atmospheric Boundary Layer Flow , Journal  of  Wind  Engineering  and Industrial Aerodynamics, 130-136. Pope,  S.  B.,  2000, Turbuent  Flows , Cambridge University Press. Sachs,  P.,  1988. Wind  Forces  in Engineering , 2nd Edition,
Pergamon Press.
Simiu,  E.,  Scanlan,  R.H.,  1996.  W ind Effects on Structures: Fundamentals and  Applications  to  Design ,  John Willey and Sons, Inc.