Desain dan Analisis Kompresor Sentrifugal pada Jet Engine Menggunakan Metode CFD

Abstract

Perkembangan dalam dunia penerbangan semakin pesat setiap tahunnya. Hal ini termasuk pada perkembangan pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Salah satu perkembangan pada UAV yang dapat menjadi fokus dalam penelitian lebih lanjut adalah pada sistem propulsinya. UAV dapat menggunakan jet engine yang memiliki thrust-to-weight ratio yang lebih tinggi sehingga dapat menerbangkan UAV lebih efektif dengan dikembangkannya kompresor sentrifugal yang dipakai pada mesin jet berskala kecil, yang mana memiliki rasio kompresi lebih tinggi dengan hanya satu tingkat, sehingga menurunkan berat mesin keseluruhan. Penelitian ini diawali dengan mempelajari desain komponen kompresor sentrifugal satu tingkat, yakni impeller dan diffuser. Setelah itu, dibuat model 3D pada software permodelan 3D yang kemudian di-mesh­ pada software ANSYS. Model yang telah di-mesh ini kemudian disimulasikan pada software ANSYS CFX yang memiliki basis Computational Fluid Dynamics. Setelah itu, dilakukan validasi hasil simulasi dengan teori perhitungan sesuai rumus yang telah dipelajari. Metode simulasi yang telah valid dapat dilanjutkan untuk mengetahui efek membesarkan saluran outlet terhadap rasio tekanan, efisiensi, dan kecepatan outlet pada kompresor sentrifugal tersebut. Hasil yang telah didapatkan menunjukkan penurunan rasio tekanan, efisiensi jika melebihi besar outlet optimal, serta penurunan kecepatan outlet yang sebanding dengan besar outlet diffuser. Dari simulasi yang telah dilakukan didapatkan hasil terbaik pada outlet sebesar 1.25 kali inlet dengan rasio kompresi dan efisiensi tidak turun dengan kecepatan outlet yang lebih rendah.