CFD BASED SIMULATION OF CAMBER EFFECT OF FLAPPING WING WITH UNSYMMETRICAL STROKES DIHEDRAL ON POWER AND ENDURANCE EFFICIENCY

• Main Author: Hamidy Chash Chash A H, Maulana
• Format: Final Project
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/48642
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Dalam pengembangan teknologi tanpa awak, Micro Aerial Vehicle (MAV) merupakan terobosan yang cukup menarik. Dengan berkurangnya ukuran, dibutuhkan daya yang dapat dihasilkan dari gerakan mengepakkan sayap yang mengadaptasi sifat hewan terbang seperti burung. Pada umumnya, burung memiliki kelengkungan sayap yang sangat tinggi dibandingkan dengan sayap pesawat terbang. Untuk mengukur performanya, daya yang dibutuhkan dan efisiensi ketahanannya menjadi parameter penting untuk pengembangan gerakan sayap yang mengepak untuk MAV. Tugas akhir ini menggunakan pendekatan komputasi untuk mempelajari efek kelengkungan pada gerakan mengepak. Sebagai model komputasi, burung walet diambil sebagai referensi untuk sifat sayap, karakteristik mengepak, dan kondisi terbang. Selain itu, kinematika dimodelkan untuk mendapatkan gerakan mengepak dengan sudut dihrdral pada upstroke dan downstroke yang tidak simetris untuk meniru penerbangan burung walet. Geometri sayap disederhanakan menjadi pelat melengkung dengan bentuk planform burung walet. Untuk simulasi komputasi gerakan mengepak, model komputasi diperlakukan sebagai aliran tidak steady dan menggunakan grid dinamis dengan kerapatan tertentu dekat permukaan sayap untuk menangkap efek viskos pada bilangan Reynords rendah 2x104. Mesh yang structured dan multiblock dipilih untuk mengakomodasi fenomena fisik yang terjadi, kemudian mesh diatur sedemikian rupa sehingga grid tidak saling berpotongan. Matriks uji komputasi diterapkan pada solver dan solusi dalam bentuk gaya aerodinamika, momen, dan kecepatan disubstitusi dalam persamaan untuk menghitung daya. Kurva konsumsi daya yang diperoleh diintegrasikan untuk memperoleh energi dan efisiensi ketahanan. Simulasi dilakukan dengan variasi kelengkungan untuk menyelidiki pengaruhnya terhadap energi yang diperlukan pada setiap periode. Kelengkungan bervariasi dari tanpa kelengkungan, 5%, 11%, 18%, hingga 25% dari chord. Lokasi kelengkungan maksimum kemudian divariasikan sebagai 10%, 20%, 30%, dan 50% dari chord. Frekuensi kepakan sekitar 9 Hz mengacu pada karakteristik burung. Gerakan ini dibedakan menjadi dua kasus, sudut puntir nol dan sudut puntir maksimum 10 derajat. Hasil simulasi menunjukkan bahwa ketika kelengkungan meningkat, energi meningkat disertai dengan efisiensi daya tahan yang berada pada kisaran 22-35 persen, dan berkurang ketika efisiensi optimal tercapai pada kasus kelengkungan 11%. Namun, lokasi kelengkungan maksimum tidak memiliki efek signifikan pada energi dan efisiensi. Juga, gerakan dengan twisting sangat memberikan kontribusi pada dorongan dibandingkan dengan gerakan tanpa twisting.