HIDRODINAMIKA

Hai teman-teman☺✌,

Bagi teman-teman yang belum pernah mendengar pasti akan bertanya-tanya bukan? “Hidrodinamika itu apa sih?” sedangkan bagi teman-teman yang sudah mendengar atau mungkin sudah tau dan sudah mempelajarinya pasti terdengar familiar di telinga bukan.

Tentu sebelum mempelajari lebih jauh kita harus terlebih dahulu mengetahui apa arti atau pengertian dari Hidrodinamika itu sendiri,

     Nah menurut chevy (2005) dalam jurnalnya mengatakan bahwa Hidrodinamika didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari gerak fluida, khususnya zat cair yang tidak dapat ditekan (incompressible liquid) yang dipengaruhi oleh gaya eksternal dan internal. Hidrodinamika merupakan cabang dari mekanika fluida. Hidrodinamika terdiri dari beberapa konsep antara lain: momentum, kontinuitas, tekanan, viskositas, waktu, turbulensi, gesekan, koriolis, transpot, mekanisme gaya dan persamaan Navier Stokes.

Momentum merupakan hasil perkalian antara massa dan kecepatan dari suatu objek. Secara umum momentum dapat dikonsepkan sebagai tingkat kesulitan untuk menghentikan laju suatu objek. Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa momentum total dari sistem tertutup suatu objek adalah konstan selama tidak ada interaksi dengan sistem luar.

    Singkatnya Hidrodinamika adalah bagian dari ilmu mekanika fluida, yang mempelajari sifat-sifat, karakter dan ketentuan-ketentuan pada aliran yang bergerak.

SIFAT-SIFAT FLUIDA

Sifat fluida ada beberapa macam yaitu:

1. Berat Jenis

    Berat Jenis adalah besar persatuan volume, gaya yang ditimbulkan oleh percepatan gravitasi (g) yang berkerja pada satu satuan volume.

2. Rapat Massa (mass density)

    Kerapatan Massa adalah massa per satuan volume,

    Kerapatan Massa tidak tetap tergantung suhu, tekanan, dan jenis fluida. Kerapatan Massa terbagi menjadi beberapa yaitu:

a. Kerapatan Massa Gas

    Untuk gas (fluida yang bersifat compressible / dapat dimampatkan), maka untuk hitungan kerapatan massa timbul pertanyaan hubungannya dengan perubahan volume :

–        jika v membesar, maka kerapatan massa bisa dihitung

–        jika v mengecil sehingga menjadi sangat kecil, maka kerapatan massa jadi sangat sulit dihitung

Sehingga diambil asumsi dalam hitungan kerapatan massa fluida adalah ditentukan volume terkecil yang membatasi fluida sehingga masih bisa dihitung dan didefinisikan kerapatan massa fluida pada titik tersebut.

b. Kerapatan Massa Air

    Kerapatan massa air murni pada tekanan 760 mm Hg, pada beberapa suhu,

     3. Volume spesifik (specific volume)

    Volume Spesifik adalah volume per satuan massa, kebalikan dari rapat massa. 

4. Gravitasi Spesifik (specific gravity)

    Gravitasi Spesifik adalah perbandingan antara kerapatan massa fluida tertentu dengan kerapatan massa air pada suhu 4^o C.

5. Kompesibilitas Rata-rata

        Kompresibilitas Rata-rata adalah perubahan volume mula-mula per satuan perubahan tekanan.

        Pertambahan tekanan membuat penurunan volume sehingga persamaan diberi tanda negatif, akan tetapi nilai b tetap positif. Pada saat penambahan tekanan maka suhu dapat berubah atau tetap.

6. Elastisitas (elasticity)

        Elastisitas adalah kebalikan dari kompresibilitas. Digunakan parameter E yaitu Modulus Elastisitas (bulk modulus of elasticity)

7. Kekentalan (viscocity)

        Kekentalan adalah sifat fluida untuk melawan tegangan geser atau bisa disebut derajat kekentalan. kekentalan dibagi menjadi dua yaitu:

a. Kekentalan Kiematik

    

        v = Kekentalan Kinematik

        m = Kekentalan Absolut/dinamik

        r = Kerapatan Massa Fluida

b. Keketalan Dinamik

        Kekentalan Dinamik adalah tegangan geser per satuan luas yang diperlukan untuk memindahkan selapis fluida terhadap fluida yang lain dengan satu satuan kecepatan sejauh satu satuan jarak.

STREAMLINE, STREAKLINE, PATHLINE, STREAMTUBE

    Streamline, Streakline, dan Pathline adalah garis bidang dalam aliran fluida, perbedaannya hanya jika aliran berubah seiring waktu yaitu saat aliran tidak stabil.

A. Streamline

    Streamlines (garis arus) adalah suatu garis yang digambarkan dalam suatu fluida dimana selalu membuat sudut tangensial (garis singgung) setiap titiknya pada arah dengan kecepatan tertentu. Apabila kecepatan  partikel pada suatu titik tertentu tidak tergantung dari pada posisinya dan juga waktu, maka streamlines tersebut akan berubah dari keadaan sesaatnya. Apabila kecepatan pada setiap titik tidak tergantung waktu maka bentuk aliran akan sama setiap waktu dan pergerakannya disebut steady. Setiap pergerakan fluida dikatakan steady apabila superposisi dari sistem mempunyai kecepatan konstan.

Streamline biasa digunakan untuk 'membelah' fluida, bisa berupa angin dan air, untuk menciptakan benda yang dapat bergerak dengan cepat dan tidak terganggu dengan fluida yang ada didepannya tersebut. Streamline ini akan sangat membantu benda tersebut dalam mengurangi konsumsi energi selama pergerakannya berlangsung, jadi semakin bagus tingkat streamline yang digunakan, semakin bagus pula hasilnya.

B. Streakline

        Streaklines adalah garis yang menghubungkan semua partikel yang telah melewati posisi euler yang benar dan tepat. 

C. Pathline

         Pathline adalah garis jejak/jejak partikel sebagai fungsi waktu. Pathline juga dapat dikatakan garis yang dilalui pertikel terentu dalam suatu periode.

 D. Streamtube

        Streamtube adalah garis-garis yang berada pada suatu pipa berbentuk aliran seperti tabung didalamnya dan memiliki kecepatan vektor.

PENDEKATAN EULERIAN DAN LAGRANGIAN

1. Pendekatan Eulerian

        Dalam metode Eulerian kecepatan dan tekanan dihitung pada suatu titik tertentu sebagai fungsi waktu.

2. Pendekatan Lagrange

        Pendekatan metode Lagrangian ini mengikuti partikel-partikel fluida selama waktu tertentu dan menyajikan lintasan, kecepatan, dan tekanan dalam term posisi awal dan waktu yang dilalui partikel karena partikel-partikel melingkupi posisi awalnya.

    Contoh sederhana dari dua deskripsi yang berbeda ini adalah analisis sedimen melayang di estuary. Satu peneliti, tinggal di estuari mengabaikan partikel-partikel sedimen spesifik, dan mengukur kecepatan rata-rata dan konsentrasinya sebagai fungsi waktu dan posisi dalam estuary. Peneliti ini menggunakan deskripsi Eulerian untuk aliran sedimen. Peneliti yang lain dapat meninjau lintasan, kecepatan dan sifat sedimen tertentu dengan menggunakan metode Lagrangian.

Terimakasih kepada yang telah membaca, mohon maaf bila ada salah kata atau penulisan ☺✌

b