Berikut Silabus Pemodelan dan Simulasi Aliran Udara pada Desain Intake Manifold Mesin Internal Combustion Engine Menggunakan SolidWorks Flow Simulation
Level: Intermediate to Advanced
Bagian 1: Dasar-Dasar SolidWorks dan Flow Simulation
Sesi 1: Pengenalan SolidWorks dan Aplikasi dalam Rekayasa
- Gambaran umum SolidWorks.
- Fitur utama yang relevan untuk desain teknik.
- Studi kasus penerapan pada industri otomotif.
Sesi 2: Dasar-Dasar Pemodelan 3D di SolidWorks
- Membuat sketsa dasar.
- Teknik extrude, revolve, dan sweep untuk komponen sederhana.
Sesi 3: Pengantar SolidWorks Flow Simulation
- Konsep dasar Computational Fluid Dynamics (CFD).
- Interface dan alur kerja Flow Simulation.
- Studi kasus aliran fluida sederhana.
Sesi 4: Pengenalan Sistem Intake Manifold
- Fungsi dan prinsip kerja intake manifold.
- Parameter desain utama untuk efisiensi aliran udara.
Sesi 5: Latihan Pemodelan Intake Manifold Sederhana
- Membuat sketsa awal untuk geometri intake manifold.
- Aplikasi fitur extrude dan loft untuk membentuk saluran udara.
Bagian 2: Pemodelan Geometri Intake Manifold
Sesi 6: Membuat Komponen Dasar Intake Manifold
- Desain inlet dan outlet.
- Pembagian cabang (branching) pada manifold.
Sesi 7: Teknik Loft dan Fillet untuk Desain Lancar
- Optimasi bentuk cabang manifold.
- Penerapan radius fillet untuk mengurangi kehilangan tekanan.
Sesi 8: Penggabungan Komponen dalam Assembly
- Menggabungkan bagian manifold ke dalam assembly.
- Pengaturan referensi untuk simulasi.
Sesi 9: Evaluasi Desain Geometri Awal
- Validasi dimensi sesuai spesifikasi mesin.
- Pengecekan interferensi pada desain.
Sesi 10: Persiapan Desain untuk Simulasi
- Membersihkan dan mempersiapkan geometri untuk simulasi CFD.
- Menghilangkan detail kecil yang tidak relevan.
Bagian 3: Setup Simulasi Aliran Udara di Flow Simulation
Sesi 11: Dasar Setup Simulasi Flow Simulation
- Definisi domain aliran.
- Menentukan material dan kondisi fluida (udara).
Sesi 12: Setup Boundary Conditions
- Menentukan inlet dan outlet boundary conditions.
- Pengaturan nilai tekanan dan kecepatan aliran.
Sesi 13: Mesh Generation dan Refinement
- Membuat mesh awal.
- Teknik refining mesh untuk hasil akurat.
Sesi 14: Pengaturan Parameter Turbulensi
- Memilih model turbulensi (k-epsilon, k-omega).
- Implikasi pada hasil simulasi.
Sesi 15: Running Simulasi Awal
- Memulai simulasi aliran udara.
- Menganalisis hasil awal.
Bagian 4: Analisis Hasil Simulasi
Sesi 16: Visualisasi Aliran Udara
- Menampilkan streamline, vector plot, dan contour plot.
- Mengidentifikasi pola aliran.
Sesi 17: Analisis Distribusi Tekanan
- Memahami distribusi tekanan pada cabang manifold.
- Identifikasi area stagnasi.
Sesi 18: Analisis Kecepatan Aliran
- Memeriksa kecepatan udara di sepanjang saluran.
- Identifikasi choke point.
Sesi 19: Analisis Losses dan Efisiensi
- Perhitungan kehilangan tekanan (pressure loss).
- Evaluasi efisiensi desain.
Sesi 20: Dokumentasi dan Pelaporan Hasil
- Membuat laporan hasil simulasi.
- Menyusun grafik dan tabel pendukung.
Bagian 5: Optimasi Desain Intake Manifold
Sesi 21: Identifikasi Masalah pada Desain Awal
- Analisis kelemahan desain awal berdasarkan simulasi.
- Perbaikan geometri awal.
Sesi 22: Modifikasi Geometri Manifold
- Mengubah bentuk cabang dan radius.
- Menambahkan elemen tambahan seperti vortex generator.
Sesi 23: Simulasi Ulang dengan Modifikasi
- Membandingkan hasil simulasi sebelum dan sesudah modifikasi.
- Menilai dampak perubahan pada efisiensi aliran.
Sesi 24: Evaluasi Efisiensi Final Desain
- Memastikan tekanan, kecepatan, dan distribusi aliran memenuhi target.
- Menyusun rekomendasi desain akhir.
Bagian 6: Studi Lanjutan dan Aplikasi Nyata
Sesi 25: Simulasi Multi-Fisika
- Menambahkan analisis perpindahan panas.
- Studi pengaruh suhu udara pada performa manifold.
Sesi 26: Optimasi Material untuk Intake Manifold
- Studi material ringan seperti aluminium atau plastik komposit.
- Simulasi pengaruh material terhadap performa.
Sesi 27: Simulasi Intake Manifold dengan Turbocharger
- Menambahkan kondisi turbocharged.
- Analisis tekanan udara terkompresi.
Sesi 28: Pengaruh Variasi RPM Mesin pada Aliran
- Simulasi aliran udara pada berbagai tingkat kecepatan mesin.
- Analisis performa manifold di RPM tinggi dan rendah.
Sesi 29: Pembuatan Laporan Akhir
- Penyusunan laporan hasil pemodelan dan simulasi.
- Menyusun data hasil eksperimen dan simulasi.
Sesi 30: Penyusunan Presentasi dan Diskusi
- Membuat slide presentasi.
- Latihan diskusi dan tanya-jawab hasil penelitian.
Bagian 7: Proyek Akhir
Sesi 31-40: Proyek Mandiri
- Peserta membuat desain manifold sendiri.
- Menjalankan simulasi lengkap dari setup hingga evaluasi.
- Presentasi hasil proyek untuk menilai pemahaman dan kreativitas peserta.
Hasil Akhir:
- Desain intake manifold yang dioptimalkan untuk efisiensi aliran udara.
- Laporan simulasi CFD yang komprehensif.
- Kemampuan melakukan analisis lanjutan dan simulasi desain mekanik di SolidWorks Flow Simulation.
