Dr. Dwinanti Rika Marthanty dari Departemen Teknik Sipil FTUI, mempertahankan disertasinya yang berjudul, “Pengembangan Metode Smoothed Particle Hydrodynamics Untuk Memodelkan Karaktertistik Dasar Dinamika Sungai Berkelok” pada sidang Promosi Doktor yang dilaksanakan pada 15 Juni 2016 bertempat di Ruang Chevron Gedung Dekanat FTUI. Bertindak sebagai Ketua Sidang adalah Dekan FTUI, Prof. Dedi Priadi, DEA dengan Promotor Dr-Ing Dwita Sutjiningsih; dan Ko-Promotor Herr Soeryantono, Ph.D. Dewan Penguji terdiri dari Prof. Iwan Kridasantausa Hadihardjaja; Dr. Ahmad Indra Siswantara dan Alhadi Bustaman, Ph.D. Sementara itu beberapa peneliti dari Perancis yang terlibat dalam penelitian ini diantaranya Prof. Erick CALIER dan Prof. Isam SHAHROUR dari Universite Lille 1, France serta Prof. Hassan SMAOUJI dari Universite Technologie de Compeigne, France

Secara umum, peneitian ini dibagi menjadi dua diskusi (1) penentuan karakteristik dasar dinamika meander menggunakan RMA, dilakukan di Perancis, dan (2) pengembangan metode SPH (Smoothed Particle Hydrodinamics) untuk aliran helikal di saluran melengkung, dilakukan di Indonesia.

Tujuan utama dari penelitian ini adalah di mana pola aliran helikal dari simulasi aliran dengan RMA sebanding dengan metode SPH. Fenomena berkelok-kelok disebabkan oleh turbulensi, dan dapat dijelaskan dengan adanya struktur aliran. Arus saluran berkelok-kelok (meander) perlu disimulasikan secara 3D untuk menunjukkan struktur aliran primer dan arus sekunder termasuk aliran helikal. Salah satu metode yang digunakan untuk model aliran 3D adalah metode elemen hingga (FEM).

Penelitian ini menggunakan model RMA (Resources Modeling Association) untuk simulasi aliran 3D berdasarkan FEM. Namun menurut Marlin et. al (2007), FEM mempunyai kekurangan untuk memodelkan aliran 3D sistem air permukaan, terutama dalam kemampuan komputasi yang terbatas dan kondisi batas geometri yang sederhana. Metode yang menjanjikan dan lebih baru lainnya adalah yaitu smoothed particle hydrodynamics (SPH).

Gomez-Gesteira, et al., (2010) mempromosikan bahwa SPH mampu dan cocok untuk memodelkan aliran dengan permukaan bertekanan atmosferik. Berdasarkan alasan tersebut di atas, penelitian ini mengusulkan menggunakan metode SPH untuk simulasi aliran berkelok-kelok. Kemudian, hasil SPH ini dapat dibandingkan dengan hasil RMA.

Untuk penulisan ini, pengembangan SPH difokuskan untuk membangun pola aliran yang sama dan sebanding dengan hasil RMA secara kuantitatif. Hasil dari SPH dan RMA dibandingkan dengan percobaan laboratorium oleh Wang dan Liu (2015).

Metode SPH dijelaskan adalah mulai dari persamaan kerja, metode diskritisasi, dan solusi  numerik. Bab berikutnya menyajikan algoritma SPH yang dibagi menjadi dua langkah: (1) perhitungan aliran 3D, dan (2) interaksi partikel antara cairan dan padat atau disebut pengendalian tumbukan partikel air dengan dinding.

Kesimpulan penelitian adalah (1) karakteristik dasar dinamika meander adalah adanya aliran helikal, (2) viskositas dan vortisitas memainkan peran utama untuk mengembangkan aliran helikal di saluran melengkung, (3) pola aliran helikal model SPH adalah dapat dibandingkan dengan hasil RMA, (4) pola SPH konsisten dengan pola dari penyelidikan percobaan oleh Wang dan Liu (2015), dan (5) metode SPH mampu memodelkan aliran helikal 3D secara realistis di saluran melengkung.

Sebagai penutup bab terakhir menyimpulkan dari kedua diskusi di mana (1) RMA dapat digunakan untuk mensimulasikan karakteristik dasar dari aliran berkelok-kelok dan karakteristik utama dari dinamika berkelok-kelok adalah adanya aliran helikal, dan (2) mengembangkan metode SPH yang difokuskan pada pembentukan aliran helikal di saluran berkelok. Bentuk aliran helikal hasil SPH dapat dibandingkan secara umum dengan hasil RAM dan hasil penyelidikan di laboratorium oleh Wang dan Liu pada tahun 2015.

Kontribusi penelitian ini adalah berpartisipasi mengembangkan SPH untuk (1) kondisi batas yaitu menggunakan geometri sederhana dengan interaksi partikel berdasarkan hukum Snell, dan (2) adaptivitas yaitu menyesuaikan persamaan dengan kondisi aliran ‘hampir kompresible’ 3D untuk kondisi aliran inkompresibel 3D di saluran melengkung. (DTS FTUI)

FacebookTwitter