Abstrak

    Aerodinamika berasal dari dua buah kata yaitu aero berarti udara dan dinamika berarti kekuatan atau tenaga. Jadi aerodinamika dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari akibat yang ditimbulkan oleh udara pada objek yang bergerak atau sebaliknya. Dalam meningkatkan sisi aerodinamis kendaraan bus beberapa parameter yang berpengaruh antara lain : dimensi utama berupa panjang, lebar, dan tinggi kendaraan, sudut diffuser, ground clearance, sudut kemiringan leading edge dan trailing edge. Penelitian ini lebih memfokuskan pada variasi leading edge karena telah di ketahui bahwa leading edge mempunyai pengaruh besar terhadap gaya aerodinamika kendaraan dan akhirnya mempengaruhi efisiensi bahan bakar pada kendaraan tersebut.

    Model uji dalam penelitian ini yang menyerupai kendaraan jenis bus yang dibuat dari PCB (printed circuit board) dengan skala 1:30 dari dimensi aslinya, dan akan diamati distribusi tekanan di kontur model, dan menghitung nilai koefisien drag dan lift dengan memvariasikan kemiringan sudut leading edge pada kendaraan bus. Penelitian ini  dilakukan dalam open circuit wind tunnel subsonic dengan dimensi test section (365 mm x 365 mm x 1250 mm). Variasi sudut kemiringan leading edge antara lain: standar 35,4°; 26,4°; 44,4°; dan 53,4°. Reynold number (Re) yang digunakan = 4,24x10⁴ (19 Km/Jam),  7,06x10⁴  (32 Km/Jam), dan 9,83x10⁴ (44 Km/Jam). Pengukuran profil kecepatan aliran dibelakang model uji kendaraan dilakukan pada rasio X/L 0,49; X/L 0,61; X/L  0,73 dari leading edge pelat datar. Instrumen penelitian yang digunakan adalah wind tunnel, thermometer, pressure tap, pitot static tube, dan manometer digital.

    Hasil penelitian menunjukkan dengan variasi sudut kemiringan leading edge cenderung menurunkan coefficient pressure (C_P), pada bagian atap model. Penurunan nilai coefficient drag preassure (C_Dp) terjadi pada variasi sudut kemiringan pada sudut 53,4° dan Re = 9,83x10⁴ yakni 0,4923 atau turun 17,80 % dari model yang standart, sehingga bisa dikatakan dengan variasi kemiringan leading edge mempunyai dampak terbaik untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan. Selain itu dengan memvariasi sudut kemiringan leading edge  juga dapat meningkatkan coefficient lift pressure (C_Lp). Sedangkan C_Lp pada sudut 53,4° dan Re = 9,83x10⁴ yakni -0,1291 atau turun 30,52 % dari model yang standart, C_Lp terendah ada pada variasi pada sudut 26,4° dan Re = 7,06x10⁴  yakni -0,2474 atau naik 30,49% dari kendaraan standart. Pada pengukuran profil kecepatan (Vp) cenderung menurunkan defisit momentum aliran pada semua Re dan semua rasio X/L.

Kata kunci: Leading Edge, Karakteristik Aerodinamika, dan Kendaraan bus

Abstract

    Aerodynamics comes from two words, namely aero means air and dynamics means strength or energy. So aerodynamics can be interpreted as science that studies the effects of air on moving objects or vice versa. In increasing the aerodynamic side of a bus vehicle several parameters that affect, among others: the main dimensions in the form of length, width, and height of the vehicle, diffuser angle, ground clearance, the leading edge and trailing edge. This study focuses more on the variation of the leading edge because it has been known that the leading edge has a large influence on the vehicle's aerodynamic forces and ultimately affects the fuel efficiency of the vehicle.

    The test model in this study resembles a bus type vehicle made from a PCB (printed circuit board) with a scale of 1:30 from its original dimensions, and will observe the pressure distribution in the model contour, and calculate the drag coefficient and lift values ​​by varying the slope of the leading edge on bus vehicles. This research was carried out in a subsonic open circuit wind tunnel with test section dimensions (365 mm x 365 mm x 1250 mm). The tilt angle variations of the leading edge include: standard 35.4 °; 26.4 °; 44.4 °; and 53.4 °. Reynold number (Re) used = 4.24x104 (19 Km / Hour), 7.06x104 (32 Km / Hour), and 9.83x104 (44 Km / Hour). The measurement of flow velocity profile behind the vehicle test model was carried out at an X / L ratio of 0.49; X / L 0.61; X / L 0.73 from the leading edge of the flat plate. The research instruments used were wind tunnel, thermometer, pressure tap, pitot static tube, and digital manometer

    The results showed that the leading edge tilt angle variations tended to reduce the coefficient of pressure (CP), on the roof of the model. The decrease in the value of the drag coefficient preassure (CDp) occurs in a variation of the slope angle at an angle of 53.4 ° and Re = 9.83x104 which is 0.4923 or decreases by 17.80% from the standard model, so that it can be said with a slope variation best for improving vehicle fuel efficiency. In addition, by varying the leading edge slope angle can also increase the lift pressure (CLp) coefficient. While CLp at the corner of 53.4 ° and Re = 9.83 x 104 which is -0.1291 or down 30.52% from the standard model, the lowest CLp is in the variation at the angle 26.4 ° and Re = 7.06x104 which is -0 , 2474 or up 30.49% from standard vehicles. The velocity profile measurement (Vp) tends to reduce the flow momentum deficit in all Re and all X / L ratios.
Keywords: Leading Edge, Aerodynamic Characteristics, and Bus Vehicles

Abstrak

    Aerodinamika berasal dari dua buah kata yaitu aero berarti udara dan dinamika berarti kekuatan atau tenaga. Jadi aerodinamika dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari akibat yang ditimbulkan oleh udara pada objek yang bergerak atau sebaliknya. Dalam meningkatkan sisi aerodinamis kendaraan bus beberapa parameter yang berpengaruh antara lain : dimensi utama berupa panjang, lebar, dan tinggi kendaraan, sudut diffuser, ground clearance, sudut kemiringan leading edge dan trailing edge. Penelitian ini lebih memfokuskan pada variasi leading edge karena telah di ketahui bahwa leading edge mempunyai pengaruh besar terhadap gaya aerodinamika kendaraan dan akhirnya mempengaruhi efisiensi bahan bakar pada kendaraan tersebut.

    Model uji dalam penelitian ini yang menyerupai kendaraan jenis bus yang dibuat dari PCB (printed circuit board) dengan skala 1:30 dari dimensi aslinya, dan akan diamati distribusi tekanan di kontur model, dan menghitung nilai koefisien drag dan lift dengan memvariasikan kemiringan sudut leading edge pada kendaraan bus. Penelitian ini  dilakukan dalam open circuit wind tunnel subsonic dengan dimensi test section (365 mm x 365 mm x 1250 mm). Variasi sudut kemiringan leading edge antara lain: standar 35,4°; 26,4°; 44,4°; dan 53,4°. Reynold number (Re) yang digunakan = 4,24x10⁴ (19 Km/Jam),  7,06x10⁴  (32 Km/Jam), dan 9,83x10⁴ (44 Km/Jam). Pengukuran profil kecepatan aliran dibelakang model uji kendaraan dilakukan pada rasio X/L 0,49; X/L 0,61; X/L  0,73 dari leading edge pelat datar. Instrumen penelitian yang digunakan adalah wind tunnel, thermometer, pressure tap, pitot static tube, dan manometer digital.

    Hasil penelitian menunjukkan dengan variasi sudut kemiringan leading edge cenderung menurunkan coefficient pressure (C_P), pada bagian atap model. Penurunan nilai coefficient drag preassure (C_Dp) terjadi pada variasi sudut kemiringan pada sudut 53,4° dan Re = 9,83x10⁴ yakni 0,4923 atau turun 17,80 % dari model yang standart, sehingga bisa dikatakan dengan variasi kemiringan leading edge mempunyai dampak terbaik untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan. Selain itu dengan memvariasi sudut kemiringan leading edge  juga dapat meningkatkan coefficient lift pressure (C_Lp). Sedangkan C_Lp pada sudut 53,4° dan Re = 9,83x10⁴ yakni -0,1291 atau turun 30,52 % dari model yang standart, C_Lp terendah ada pada variasi pada sudut 26,4° dan Re = 7,06x10⁴  yakni -0,2474 atau naik 30,49% dari kendaraan standart. Pada pengukuran profil kecepatan (Vp) cenderung menurunkan defisit momentum aliran pada semua Re dan semua rasio X/L.

Kata kunci: Leading Edge, Karakteristik Aerodinamika, dan Kendaraan bus

Abstract

    Aerodynamics comes from two words, namely aero means air and dynamics means strength or energy. So aerodynamics can be interpreted as science that studies the effects of air on moving objects or vice versa. In increasing the aerodynamic side of a bus vehicle several parameters that affect, among others: the main dimensions in the form of length, width, and height of the vehicle, diffuser angle, ground clearance, the leading edge and trailing edge. This study focuses more on the variation of the leading edge because it has been known that the leading edge has a large influence on the vehicle's aerodynamic forces and ultimately affects the fuel efficiency of the vehicle.

    The test model in this study resembles a bus type vehicle made from a PCB (printed circuit board) with a scale of 1:30 from its original dimensions, and will observe the pressure distribution in the model contour, and calculate the drag coefficient and lift values ​​by varying the slope of the leading edge on bus vehicles. This research was carried out in a subsonic open circuit wind tunnel with test section dimensions (365 mm x 365 mm x 1250 mm). The tilt angle variations of the leading edge include: standard 35.4 °; 26.4 °; 44.4 °; and 53.4 °. Reynold number (Re) used = 4.24x104 (19 Km / Hour), 7.06x104 (32 Km / Hour), and 9.83x104 (44 Km / Hour). The measurement of flow velocity profile behind the vehicle test model was carried out at an X / L ratio of 0.49; X / L 0.61; X / L 0.73 from the leading edge of the flat plate. The research instruments used were wind tunnel, thermometer, pressure tap, pitot static tube, and digital manometer

    The results showed that the leading edge tilt angle variations tended to reduce the coefficient of pressure (CP), on the roof of the model. The decrease in the value of the drag coefficient preassure (CDp) occurs in a variation of the slope angle at an angle of 53.4 ° and Re = 9.83x104 which is 0.4923 or decreases by 17.80% from the standard model, so that it can be said with a slope variation best for improving vehicle fuel efficiency. In addition, by varying the leading edge slope angle can also increase the lift pressure (CLp) coefficient. While CLp at the corner of 53.4 ° and Re = 9.83 x 104 which is -0.1291 or down 30.52% from the standard model, the lowest CLp is in the variation at the angle 26.4 ° and Re = 7.06x104 which is -0 , 2474 or up 30.49% from standard vehicles. The velocity profile measurement (Vp) tends to reduce the flow momentum deficit in all Re and all X / L ratios.
Keywords: Leading Edge, Aerodynamic Characteristics, and Bus Vehicles