Berikut adalah silabus “Analisis Numerik Efisiensi Pembakaran pada Ruang Bakar Mesin Diesel Menggunakan ANSYS Fluent”:
Sesi 1: Pengenalan ANSYS Fluent dan Pemodelan Pembakaran
- Pengantar ANSYS Fluent.
- Konsep dasar pembakaran dalam mesin diesel.
- Studi literatur mengenai efisiensi pembakaran.
Sesi 2: Dasar-dasar Computational Fluid Dynamics (CFD)
- Konsep dasar CFD dan aplikasinya pada simulasi fluida.
- Penjelasan mesh, domain, dan boundary conditions.
- Metode diskretisasi dan penyelesaian numerik.
Sesi 3: Geometri dan Pemodelan Ruang Bakar Mesin Diesel
- Penggunaan ANSYS DesignModeler untuk membuat geometri ruang bakar.
- Pengaturan parameter geometri seperti volume, dimensi, dan nozzle.
Sesi 4: Meshing Ruang Bakar
- Pengenalan meshing dalam ANSYS Mesher.
- Pembuatan mesh untuk ruang bakar dengan elemen hexahedral dan tetrahedral.
- Optimalisasi kualitas mesh dan konvergensi hasil.
Sesi 5: Pengaturan Boundary Conditions
- Penjelasan dan penerapan boundary conditions pada ruang bakar.
- Inlet, outlet, dinding (wall), dan symmetry boundary conditions.
- Pengaturan initial conditions untuk simulasi pembakaran.
Sesi 6: Pengenalan Model Pembakaran dalam ANSYS Fluent
- Pengantar model pembakaran premix, non-premix, dan partially premixed.
- Pemilihan model pembakaran yang sesuai untuk ruang bakar mesin diesel.
Sesi 7: Definisi Properties Bahan Bakar dan Udara
- Penentuan properti termodinamika bahan bakar diesel.
- Definisi properti udara (O2, N2, CO2, dll.) pada kondisi tertentu.
- Pengaturan library bahan bakar di ANSYS Fluent.
Sesi 8: Pengenalan Model Turbulensi dan Reaksi Kimia
- Model turbulensi k-ε dan k-ω.
- Pengaturan reaksi kimia pada pembakaran diesel.
- Studi kasus penerapan model reaksi sederhana.
Sesi 9: Setting dan Pengaturan Solver
- Pemilihan metode solver (Pressure-Based atau Density-Based).
- Pengaturan algoritma pemecahan, skema diskretisasi, dan kontrol relaksasi.
- Pengaturan timestep dan kriteria konvergensi.
Sesi 10: Simulasi Awal Pembakaran pada Ruang Bakar
- Setting awal simulasi pembakaran sederhana.
- Pengamatan distribusi suhu dan fraksi massa pada ruang bakar.
- Analisis awal hasil simulasi.
Sesi 11: Analisis Pembentukan NOx dan Emisi Lainnya
- Pengaturan model pembentukan NOx dan CO.
- Analisis distribusi NOx dan CO dalam ruang bakar.
- Faktor-faktor yang mempengaruhi emisi gas buang.
Sesi 12: Variasi Parameter Injeksi Bahan Bakar
- Pengaruh variasi waktu dan tekanan injeksi terhadap pembakaran.
- Simulasi variasi parameter injeksi pada efisiensi pembakaran.
- Analisis hasil dari berbagai skenario injeksi.
Sesi 13: Variasi Geometri Ruang Bakar
- Pengaruh perubahan desain piston dan bentuk ruang bakar.
- Studi kasus pengaruh modifikasi geometri terhadap efisiensi.
- Analisis efisiensi termal dan volumetrik.
Sesi 14: Studi Pengaruh Rasio Kompresi pada Pembakaran
- Simulasi pembakaran dengan rasio kompresi yang berbeda.
- Pengaruh rasio kompresi pada suhu maksimum dan distribusi pembakaran.
- Optimalisasi rasio kompresi untuk efisiensi terbaik.
Sesi 15: Simulasi Aliran Udara dan Swirl
- Pengaturan dan analisis aliran udara masuk (swirl ratio).
- Pengaruh desain intake manifold pada distribusi aliran udara.
- Optimalisasi aliran udara untuk pembakaran yang lebih sempurna.
Sesi 16: Evaluasi Efisiensi Pembakaran (SFC dan BSFC)
- Perhitungan Specific Fuel Consumption (SFC) dan Brake Specific Fuel Consumption (BSFC).
- Evaluasi dan optimasi berdasarkan hasil simulasi.
- Studi kasus peningkatan efisiensi SFC dan BSFC.
Sesi 17: Analisis Knock dan Pembakaran Tak Sempurna
- Identifikasi dan simulasi fenomena knock pada pembakaran.
- Analisis faktor penyebab pembakaran tak sempurna.
- Strategi pengendalian knock pada mesin diesel.
Sesi 18: Pemodelan Pendinginan dan Transfer Panas pada Dinding
- Simulasi transfer panas antara ruang bakar dan dinding.
- Analisis pendinginan dan keausan termal dinding.
- Studi kasus optimasi sistem pendinginan ruang bakar.
Sesi 19: Pengaruh Bahan Bakar Alternatif
- Simulasi pembakaran dengan bahan bakar biodiesel atau bioethanol.
- Analisis perubahan sifat pembakaran dan emisi.
- Potensi bahan bakar alternatif untuk efisiensi lebih tinggi.
Sesi 20: Validasi Hasil Simulasi dengan Data Eksperimental
- Metode validasi hasil simulasi dengan data eksperimen.
- Analisis perbandingan hasil dan identifikasi perbedaan.
- Penyusunan laporan validasi hasil.
Sesi 21: Analisis Perbandingan Metode Pembakaran
- Studi perbandingan metode pembakaran premix, non-premix, dan partially premixed.
- Pengaruh masing-masing metode terhadap efisiensi dan emisi.
- Kesimpulan metode terbaik untuk mesin diesel tertentu.
Sesi 22: Optimalisasi Parameter Proses Pembakaran
- Teknik optimasi parameter menggunakan Design of Experiment (DOE).
- Simulasi dan analisis optimasi parameter ruang bakar.
- Peningkatan efisiensi pembakaran melalui optimasi parameter.
Sesi 23: Simulasi Multi-fase pada Ruang Bakar (Droplet vs. Gas)
- Pemodelan aliran multi-fase pada ruang bakar (droplet bahan bakar).
- Pengaruh distribusi droplet pada pola pembakaran.
- Studi kasus pembakaran dua fase dengan variabel tekanan dan suhu.
Sesi 24: Pengaruh EGR (Exhaust Gas Recirculation) pada Pembakaran
- Simulasi pengaruh EGR pada suhu ruang bakar dan emisi.
- Analisis performa dan efisiensi dengan variasi EGR.
- Strategi penggunaan EGR untuk pengurangan emisi.
Sesi 25: Pengaruh Aditif Bahan Bakar terhadap Efisiensi
- Simulasi pembakaran dengan bahan bakar yang mengandung aditif.
- Pengaruh aditif terhadap suhu, tekanan, dan emisi.
- Studi kasus penggunaan aditif untuk peningkatan performa.
Sesi 26: Simulasi Transient pada Mesin Diesel
- Pemodelan dan simulasi pembakaran transient (start-up dan shut-down).
- Analisis performa transient dan kestabilan pembakaran.
- Studi kasus pengaruh kondisi transient pada efisiensi.
Sesi 27: Pengembangan Model Kinetik Reaksi Pembakaran
- Pemahaman model kinetik reaksi kimia pada pembakaran diesel.
- Pengembangan dan pengaturan parameter model kinetik di Fluent.
- Studi kasus penerapan model kinetik pada ruang bakar diesel.
Sesi 28: Penyusunan Laporan dan Dokumentasi Hasil
- Penyusunan laporan lengkap hasil simulasi.
- Penyajian data, grafik, dan analisis hasil secara sistematis.
- Dokumentasi hasil simulasi dalam format standar.
Sesi 29: Presentasi dan Diskusi Hasil Simulasi
- Presentasi hasil penelitian dan simulasi kepada pembimbing.
- Diskusi mengenai hasil, validasi, dan optimasi lebih lanjut.
- Perbaikan berdasarkan masukan dari diskusi.
Sesi 30: Revisi Akhir dan Finalisasi Disertasi
- Revisi akhir berdasarkan hasil diskusi dan evaluasi.
- Penyusunan disertasi dan format penulisan yang benar.
- Finalisasi dan persiapan untuk publikasi atau presentasi akhir.
Silabus ini mencakup pemahaman mendalam mengenai analisis numerik pembakaran pada mesin diesel menggunakan ANSYS Fluent, dan diharapkan dapat memberikan hasil penelitian yang komprehensif.
