Silabus Simulasi dan Optimasi Kinerja Aerodinamika Kendaraan Menggunakan Rhino 3D dan Plugin OpenFOAM
Silabus ini dirancang untuk memberikan pemahaman mendalam tentang penggunaan Rhino 3D dan OpenFOAM untuk simulasi dan optimasi aerodinamika kendaraan. Peserta akan belajar mulai dari dasar desain dan simulasi hingga teknik optimasi dan analisis hasil simulasi untuk meningkatkan kinerja aerodinamis.
Sesi 1-5: Pengantar Rhino 3D
- Sesi 1: Pengenalan Rhino 3D
- Pengenalan antarmuka Rhino 3D
- Navigasi dasar dan manipulasi objek
- Pengaturan tampilan dan unit pengukuran
- Sesi 2: Dasar-dasar Modeling 3D
- Pembuatan objek dasar (garis, kurva, permukaan, dan solid)
- Transformasi objek (skala, rotasi, pemindahan)
- Operasi Boolean pada solid
- Sesi 3: Teknik Modeling Kendaraan
- Pemodelan bentuk dasar kendaraan
- Membuat permukaan kontur aerodinamis
- Penggunaan kontrol poin untuk penyuntingan bentuk
- Sesi 4: Penggunaan Layer dan Material
- Pengaturan layer untuk model yang kompleks
- Penerapan material dasar untuk visualisasi
- Sesi 5: Persiapan Model untuk Simulasi
- Pembersihan model dan pengurangan kompleksitas
- Pembuatan domain simulasi untuk analisis aerodinamis
Sesi 6-10: Pengantar OpenFOAM dan Plugin untuk Rhino 3D
- Sesi 6: Instalasi dan Konfigurasi OpenFOAM
- Instalasi OpenFOAM dan plugin untuk Rhino 3D
- Struktur file dan folder di OpenFOAM
- Sesi 7: Pengenalan OpenFOAM GUI Plugin untuk Rhino
- Pengenalan antarmuka plugin
- Menyiapkan file simulasi dari Rhino 3D ke OpenFOAM
- Sesi 8: Setup Boundary Conditions di Rhino
- Menentukan boundary conditions pada model kendaraan
- Penentuan inflow, outflow, dan dinding tetap
- Sesi 9: Pemahaman tentang Meshing
- Dasar-dasar meshing dan pengaruhnya pada simulasi
- Pembuatan mesh di Rhino dan konversi ke format OpenFOAM
- Sesi 10: Export dan Import Data ke OpenFOAM
- Ekspor model dan mesh dari Rhino ke OpenFOAM
- Verifikasi dan troubleshooting file simulasi
Sesi 11-15: Simulasi Dasar Aerodinamika dengan OpenFOAM
- Sesi 11: Setup Simulasi Dasar
- Menyiapkan file input untuk simulasi steady-state
- Memilih solver yang tepat untuk simulasi aerodinamis
- Sesi 12: Simulasi Aliran di Sekitar Kendaraan
- Menjalankan simulasi aliran udara steady-state
- Pemantauan konvergensi dan debugging kesalahan simulasi
- Sesi 13: Analisis Hasil Simulasi Awal
- Visualisasi distribusi tekanan dan kecepatan
- Penggunaan Paraview untuk analisis visual hasil simulasi
- Sesi 14: Penggunaan Turbulence Model
- Pemahaman berbagai model turbulensi (k-epsilon, k-omega)
- Implementasi model turbulensi pada simulasi
- Sesi 15: Simulasi Transient State
- Pengenalan simulasi transient (waktu-dependen)
- Menjalankan simulasi transient untuk analisis dinamika aliran
Sesi 16-20: Optimasi Aerodinamika Kendaraan
- Sesi 16: Pendekatan Optimasi Aerodinamika
- Pendekatan desain berbasis performa aerodinamis
- Penetapan parameter optimasi dan fungsi objektif
- Sesi 17: Studi Parametrik dengan Rhino 3D
- Membuat parameter model yang dapat diubah (misalnya, bentuk spoiler)
- Automasi simulasi untuk berbagai parameter desain
- Sesi 18: Optimasi dengan OpenFOAM
- Setup optimasi berbasis desain aerodinamis di OpenFOAM
- Menggunakan tool optimasi di OpenFOAM
- Sesi 19: Evaluasi Desain Alternatif
- Membandingkan desain alternatif berdasarkan hasil simulasi
- Pemilihan desain terbaik berdasarkan kriteria performa aerodinamis
- Sesi 20: Validasi Simulasi dan Eksperimen
- Teknik validasi hasil simulasi dengan data eksperimen
- Menganalisis deviasi dan penyesuaian model
Sesi 21-25: Studi Kasus dan Proyek Akhir
- Sesi 21: Studi Kasus 1 – Simulasi Mobil Sedan
- Membuat model mobil sedan dari nol
- Analisis distribusi tekanan dan drag coefficient
- Sesi 22: Studi Kasus 2 – Simulasi Mobil Balap
- Menggunakan model mobil balap untuk simulasi kecepatan tinggi
- Analisis lift dan downforce pada spoiler
- Sesi 23: Studi Kasus 3 – Optimasi Aerodinamika Truk
- Simulasi aliran di sekitar truk dengan berbagai modifikasi
- Optimasi efisiensi bahan bakar berdasarkan drag reduction
- Sesi 24: Studi Kasus 4 – Simulasi dan Optimasi Motor Listrik
- Pemodelan aerodinamis motor listrik
- Mengurangi drag pada motor dengan modifikasi fairing
- Sesi 25: Presentasi Proyek Akhir
- Penyusunan laporan proyek akhir
- Presentasi hasil simulasi dan optimasi
Sesi 26-30: Eksplorasi Lanjutan dan Pemantapan
- Sesi 26: Integrasi dengan CFD Lanjutan
- Integrasi OpenFOAM dengan software CFD lainnya
- Analisis aliran yang lebih kompleks dengan multiphase flow
- Sesi 27: Simulasi Thermal dan Aerodinamika
- Pengaruh aliran udara pada pendinginan komponen kendaraan
- Simulasi gabungan panas dan aliran fluida (conjugate heat transfer)
- Sesi 28: Teknik Post-Processing Lanjutan
- Teknik visualisasi dan analisis hasil simulasi yang lebih lanjut
- Penggunaan Python dan skrip untuk analisis data hasil simulasi
- Sesi 29: Penerapan Hasil Simulasi pada Desain Fisik
- Menggunakan hasil simulasi untuk pengembangan prototipe fisik
- Pengujian prototipe fisik dan pembandingan dengan simulasi
- Sesi 30: Ujian Akhir dan Evaluasi Kinerja
- Ujian tertulis dan praktik mengenai materi yang telah dipelajari
- Evaluasi performa peserta dan diskusi akhir
Silabus ini dapat disesuaikan lebih lanjut sesuai kebutuhan spesifik dan tingkat pemahaman peserta.
