Simulasi Pendinginan Ruangan oleh AC

Pada artikel kali ini kita akan mencoba “bermain-main” dengan simulasi fisika, yaitu simulasi sederhana tentang pendinginan ruangan oleh air conditioner (AC).

Kita langsung masuk ke permasalahan simulasi (problem specification): Ruangan 2 dimensi, di mana lebar ruangan adalah 10 meter dan tinggi ruangan adalah 6 meter, sebuah AC diletakkan pada dinding ruangan dengan ketinggian 5.7 meter, temperatur ruangan tersebut pada mulanya adalah 29⁰C, kemudian dinyalakan AC dengan temperatur 16⁰C. Bagaimanakah kontur temperatur dan vektor kecepatan udara di dalam ruangan tersebut selama 5 menit pertama dinyalakannya AC?

Gambar 1. Problem Specification Ruangan

Tujuan kita adalah men-simulasikan temperatur dan kecepatan aliran udara di dalam ruangan tersebut selama 5 menit pertama sejak AC dinyalakan. Berikut adalah hasil simulasi (5 menit pertama) pendinginan ruangan oleh AC:

Kontur Temperatur Ruangan (durasi pada video dipercepat)

Vektor Kecepatan Udara dari AC (durasi pada video dipercepat)

Setelah melihat hasil simulasi di atas, bisa kita katakan bahwa selama 5 menit pertama sejak AC dinyalakan, ternyata seluruh ruangan sudah berada pada temperatur sekitar 21 derajat Celsius. Kecepatan udara (angin) yang dihembuskan oleh AC terlihat paling tinggi di bagian tengah ruangan.

__________________________________________________________________________________________________________________________

         TAMBAHAN:

Persamaan-persamaan fisika (governing equations) yang digunakan untuk men-simulasikan pendinginan ruangan ini adalah persamaan kontinuitas, persamaan momentum, persamaan turbulensi k – ϵ standar dan persamaan transpor energi.

:: Persamaan Kontinuitas

:: Persamaan Momentum

 

:: Persamaan Turbulensi k – ϵ  Standar.

:: Persamaan Transpor Energi. 

Persamaan-persamaan di atas dipecahkan secara numerik, di mana persamaan-persamaan tersebut didiskritkan (dengan metode tertentu) dan kemudian dihitung solusinya oleh komputer dengan teknik iterasi. Hasil hitungnya atau solusi persamaannya adalah hasil (video) simulasi kita di atas.

__________________________________________________________________________________________________________________________

        TRIVIA:

:: Simulasi di atas menggunakan software Fluent 6.3. Software Fluent adalah software CFD (Computational Fluid Dynamics) yang sangat powerful karena seringkali digunakan di lingkungan penelitian dan digunakan pula di lingkungan industri.

:: Download file mesh Fluent untuk kasus di atas : ruangan-ac.msh

:: Mau tahu lebih banyak tentang dunia Simulasi dan Modeling Computational Fluid Dynamics atau biasa disingkat dengan CFD, tunggu artikel selanjutnya tentang CFD. J

__________________________________________________________________________________________________________________________

Baca juga:

• Teknik Iterasi
• Sedikit Tentang Steady State