Resolusi Boundary Layer dan Wall Functions

Untuk memperoleh resolusi boundary layer yang akurat, jarak grid terhadap dinding harus diatur sedemikian rupa sehingga nilai y⁺ berada dalam rentang tertentu. Hal ini memastikan bahwa daerah dekat dinding (near-wall region) terdefinisi dengan benar dan model turbulensi yang digunakan dalam simulasi bekerja dalam rentang validitasnya.


Rentang Nilai y⁺ yang Umum

Low-Reynolds Number Models:
Biasanya memerlukan y⁺ < 5–10, dengan mesh yang cukup halus untuk menangkap viscous sub-layer secara langsung.

Aliran Laminar:
Pada laminar boundary layer, nilai y⁺ sel pertama idealnya sangat kecil (umumnya y⁺ < 1), karena seluruh profil kecepatan hingga dinding perlu ditangkap secara langsung oleh mesh.

Aliran Turbulen:
Dalam pemodelan turbulensi, setiap model memiliki kebutuhan rentang y⁺ yang berbeda:

Standard Wall Functions:
Biasanya memerlukan 30 < y⁺ < 300.

Wall Functions

  • y⁺ Tinggi:
    Jika nilai y⁺ tinggi (misalnya lebih dari 30), maka wall function sering digunakan untuk memperkirakan perilaku aliran dekat dinding tanpa perlu merepresentasikan viscous sub-layer secara eksplisit.
  • y⁺ Rendah:
    Jika nilai y⁺ rendah (misalnya kurang dari 5), maka grid harus cukup halus untuk merepresentasikan daerah dekat dinding secara akurat, dan model turbulensi dapat diterapkan secara lebih langsung tanpa pendekatan wall function.

Referensi

Caesar Wiratama. Theory and Best Practices of Computational Fluid Dynamics. PT Tensor Karya Nusantara, Yogyakarta. 2025


Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *