Silabus Simulasi HVAC dan Ventilasi dengan ANSYS CFD
Silabus ini mencakup teori dasar, praktik penggunaan perangkat lunak, dan studi kasus yang relevan dengan aplikasi HVAC.
Modul 1: Pengantar ANSYS & Dasar-dasar CFD (Sesi 1-4)
Sesi 1: Pengenalan Dasar CFD & ANSYS Workbench
- Mempelajari konsep dasar CFD (Computational Fluid Dynamics).
- Mengenal antarmuka ANSYS Workbench.
- Tahapan alur kerja simulasi (Pre-processing, Solver, Post-processing).
Sesi 2: Pemodelan Geometri (SpaceClaim)
- Mempelajari cara membuat geometri 2D/3D sederhana untuk kasus ventilasi.
- Import geometri dari perangkat lunak CAD lain.
- Menggunakan fitur “Prepare” untuk membersihkan geometri.
Sesi 3: Meshing (ANSYS Meshing)
- Mempelajari konsep dasar meshing (node, element, mesh quality).
- Membuat mesh untuk geometri sederhana.
- Menggunakan Global Mesh Controls (ukuran elemen, inflation).
Sesi 4: Pengenalan ANSYS Fluent
- Mengenal antarmuka dan panel utama ANSYS Fluent.
- Menentukan model fisika, model turbulensi, dan properti material.
Modul 2: Studi Kasus Dasar Ventilasi (Sesi 5-8)
Sesi 5: Simulasi Aliran Udara dalam Ruangan
- Studi kasus: Aliran udara dari satu inlet dan satu outlet.
- Menentukan kondisi batas (boundary conditions) seperti kecepatan inlet dan tekanan outlet.
- Memulai dan memantau proses perhitungan (solver).
Sesi 6: Post-processing Hasil (CFD-Post)
- Mempelajari cara memvisualisasikan hasil simulasi.
- Membuat kontur (kecepatan, tekanan, temperatur).
- Membuat vektor aliran dan streamline.
Sesi 7: Analisis Kualitas Udara dalam Ruangan
- Studi kasus: Penyebaran polutan atau zat gas di dalam ruangan.
- Menambahkan model difusi spesi (species transport) pada simulasi.
Sesi 8: Simulasi Ventilasi Alami
- Studi kasus: Ventilasi silang (cross-ventilation) pada bangunan.
- Menentukan kondisi batas alami, seperti bukaan jendela atau pintu.
Modul 3: Simulasi Sistem HVAC (Sesi 9-16)
Sesi 9: Transfer Panas dalam Ruangan
- Mempelajari model transfer panas (konveksi, konduksi, radiasi).
- Menambahkan sumber panas (misalnya dari komputer atau manusia) dan sumber pendingin pada simulasi.
Sesi 10: Analisis Distribusi Temperatur
- Studi kasus: Menentukan distribusi temperatur dalam ruangan dengan AC.
- Menggunakan kontur temperatur untuk menganalisis zona panas dan dingin.
Sesi 11: Analisis Thermal Comfort
- Mempelajari indeks-indeks kenyamanan termal, seperti PMV (Predicted Mean Vote) dan PPD (Predicted Percentage Dissatisfied).
- Mengekspor data untuk perhitungan thermal comfort.
Sesi 12: Penggunaan Fans & Blower
- Mempelajari cara memodelkan kipas (fan) atau blower dalam simulasi.
- Menggunakan model Fan Boundary Condition atau memodelkan kipas secara geometris.
Sesi 13: Simulasi Saluran Udara (Ducting)
- Studi kasus: Menghitung kehilangan tekanan (pressure drop) pada sistem saluran udara.
- Mengoptimalkan desain saluran udara untuk mengurangi kehilangan tekanan.
Sesi 14: Pemodelan Kondensor dan Evaporator
- Mempelajari cara menyederhanakan pemodelan komponen HVAC seperti kondensor atau evaporator.
- Menggunakan model Porous Media atau Source Terms.
Sesi 15: Simulasi Lanjutan: Partikel dalam Aliran Udara
- Studi kasus: Penyebaran debu atau partikel di dalam ruangan.
- Menggunakan model Discrete Phase Model (DPM) untuk memodelkan partikel.
Sesi 16: Optimasi Desain Saluran Udara
- Menggunakan fitur optimasi di ANSYS untuk meningkatkan efisiensi sistem ducting.
Modul 4: Studi Kasus Lanjutan & Analisis Kompleks (Sesi 17-20)
Sesi 17: Simulasi Ruangan dengan Kompleksitas Tinggi
- Studi kasus: Ruangan besar seperti auditorium atau pabrik dengan banyak inlet dan outlet.
- Mempelajari cara mengatasi masalah konvergensi (convergence) pada simulasi yang kompleks.
Sesi 18: Simulasi Transient (Aliran Berubah terhadap Waktu)
- Studi kasus: Mengamati perubahan temperatur setelah menyalakan AC.
- Mempelajari pengaturan simulasi transient (time step, sub-iterations).
Sesi 19: Analisis Kecepatan & Aliran Udara Eksternal
- Studi kasus: Pengaruh angin (wind) terhadap ventilasi bangunan.
- Membuat domain eksternal dan kondisi batas yang sesuai.
Sesi 20: Proyek Akhir & Presentasi
- Setiap peserta akan mempresentasikan hasil simulasi proyek mandiri.
- Sesi tanya jawab dan evaluasi.
