Permodelan Turbulensi pada OpenFOAM

Permodelan Turbulen pada OpenFOAM

Penulis: Caesar Wiratama

Dibuat: 08/02/2025

Permodelan turbulensi yang dapat didukung oleh OpenFOAM antara lain:

Reynold Averaged Simulation (RAS)
Detached Eddy Simulasion (DES), dan
Large Eddy Simulation (LES)

Anda dapat mengaktifkan atau mengeditnya di folder constant/turbulenceProperties anda. Berikut adalah contoh definisinya:

simulationType RAS;

RAS
  {
    model kOmegaSST;
    turbulence on;
    printCoeffs on;

    kOmegaSSTCoeffs
    {
        ...
    }

Jika anda tidak mengisi sub-dictionary coefficient, maka nilai default akan digunakan.

Pemilihan model turbulen secara efektif membutuhkan perhatian yang khusus pada ukuran mesh, terutama pada daerah sekitar dinding.

RAS

Untuk Reynold Number yang tinggi, ukuran cell pertama harus berada pada daerah sekitar buffer layer dan log-region (30 < y+ < 200).
Untuk Reynold Number rendah, mesh dibutuhkan untuk resolve viscous sub-layer (y+ < 5), digunakan sekitar 10-20 lapisan.

LES

Mesh dibutuhkan untuk resolve viscous sub-layer
Dibutuhkan high order scheme untuk resolve eddies dengan energi yang tinggi
Isotropic mesh lebih disarankan

Untuk perhitungan y+, bisa gunakan tools ini ya: https://pttensor.com/home/tensorconnect-modules/fluid-heat-transfer/tc_cfd/wall-distance-yplus/

Untuk penjelasan dan pemilihan model turbulen secara umum bisa dibaca di sini: https://pttensor.com/2020/03/13/model-turbulen-dan-penggunaanya-dalam-cfd/

Penggunaan metode numerik yang harus diperhatikan adalah persamaan gradient, karena pembentukan turbulen dihasilkan dari perhitungan gradient kecepatan. Untuk menghindari ketidakstabilan, disarankan untuk menggunakan limited schemes.