Solver Density-based dan Pressure-Based pada CFD

Secara historis, pendekatan pressure-based dikembangkan untuk aliran inkompresibel pada kecepatan rendah, sedangkan pendekatan density-based dikembangkan untuk aliran kompresibel berkecepatan tinggi. Seiring perkembangan metode numerik dan peningkatan kemampuan komputasi, kedua pendekatan ini kini dapat digunakan pada berbagai rezim aliran.

Pada kedua pendekatan tersebut, kecepatan diperoleh dari persamaan momentum. Dalam metode density-based, persamaan kontinuitas digunakan untuk menyelesaikan medan densitas, sedangkan medan tekanan dihitung melalui equation of state (persamaan keadaan).

Sebaliknya, dalam pendekatan pressure-based, medan tekanan diperoleh dengan menyelesaikan persamaan kontinuitas dan momentum secara bersamaan melalui prosedur kopling tekanan–kecepatan (pressure–velocity coupling).

Di dalam metode pressure-based terdapat dua pendekatan utama:

1. Segregated approach, di mana persamaan momentum untuk setiap arah koordinat (misalnya x, y, z) diselesaikan secara terpisah.
2. Coupled approach, di mana semua arah koordinat diselesaikan secara simultan dalam satu sistem persamaan.

Dibandingkan metode segregated, pendekatan coupled umumnya memberikan konvergensi yang lebih cepat. Namun, pendekatan ini membutuhkan memori sekitar 1,5 hingga 2 kali lebih besar dibandingkan metode segregated.

Referensi

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

---