Optimasi Airfoil Menggunakan Particle Swarm Dengan Parameterisasi CST (Class Shape Transformation)

Abstract

Airfoil merupakan profil penampang yang diaplikasikan pada sarana transportasi maupun pembangkit energi sebagai penampang sudu turbin. Airfoil yang dirancang diharapkan menghasilkan gaya angkat (lift) maksimal namun gaya hambat (drag) seminimal mungkin. Tujuan penelitian 1) Validasi aerodinamika metode panel dengan Interaksi Viskos-Tak Viskos; 2) Analisis aerodinamika airfoil untuk menentukan koefisien lift dan drag; 3) Menerapkan metode optimasi Particle Swarm Optimization untuk mendapatkan geometri airfoil dengan rasio koefisien lift dan drag maksimum (CL/CD maks). Tahap pertama menentukan profil airfoil Class Shape Transformation (CST). Airfoil akan dianalisis menggunakan metoda panel selanjutnya diterapkan model aliran singularitas source dan doublet. Solusi yang diperoleh dari metode panel merupakan kondisi aliran yang dianggap tak viskos. Apabila sudut serang cukup tinggi solusi yang diperoleh dengan pendekatan tersebut sudah tidak akurat lagi. Untuk memperbaiki hasil maka diterapkan metode interaksi viskos-tak viskos kuasi simultan. Proses ini diulang sampai konvergensi dan diperoleh koefisien lift, dan drag. Dengan menggunakan optimasi Particle Swarm Optimization (PSO) akan didapat profil airfoil dengan koefisien lift dan drag maksimum. Namun apabila prosedur optimasi belum optimal, akan dilakukan update geometri, sampai didapat konvergensi. Kesimpulan penelitian :1) Metode panel dengan interaksi viskos tak viskos memberikan hasil yang cukup baik dan akurat, dengan rata-rata kesalahan dibawah 9.5%; 2) Semakin besar bilangan Reynold maka nilai CL/CD maksimum akan semakin tinggi; 3) Ketebalan (thickness) dan camber maksimum cenderung meningkat dengan peningkatan bilangan Reynold; 4) Untuk airfoil CST optimasi dengan PSO memberikan hasil yang lebih baik.