ANALISIS AERODINAMIKA DAN AEROAKUSTIK AIRFOIL WORTMANN FX63-137

Kata Kunci: airfoil, tingkat kebisingan, aerodinamika, aeroakustik

Abstrak

Aerodinamika dan aeroakustik airfoil menjadi pertimbangan penting di dalam desain sudu turbin angin. Peningkatan efisiensi turbin angin dengan memaksimalkan daya, perlu mempertimbangkan untuk meminimalkan tingkat kebisingan terhadap kesehatan lingkungan. Studi yang mengintegrasikan analisis aerodinamika menggunakan SST k−ω dan prediksi kebisingan dengan Large Eddy Simulation (LES) pada airfoil Wortmann FX63-137 masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi sudut serang terhadap performa aerodinamika dan tingkat kebisingan pada airfoil. Simulasi dilakukan menggunakan ANSYS Fluent dengan model SST k−ω untuk mengetahui aerodynamic performance  airfoil dan LES digunakan untuk analisis aeroakustik pada variasi sudut serang dari 0° hingga 12°. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan sudut serang meningkatkan CL hingga maksimum pada 12°, tetapi juga meningkatkan CD, yang mengurangi efisiensi aerodinamika. Tingkat kebisingan meningkat dengan bertambahnya sudut serang dan puncak kebisingan terjadi di trailing edge. Studi ini memberikan gambaran untuk optimalisasi desain airfoil turbin angin yang lebih efisien dan pertimbangan tingkat kebisingan lingkungan.

##plugins.generic.usageStats.downloads##

##plugins.generic.usageStats.noStats##

##submission.authorBiography##

##submission.authorWithAffiliation##

-

Referensi

W. Xue and B. Yang, “Noise Measurement of a Wind Turbine using Thick Blades with Blunt Trailing Edge,” 2023, [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2309.01168

U. Windasari, S. E. Maulidiah, A. L. Fadia, and A. Haq, “Analisis Polusi Suara Ditinjau dari Hubungan Frekuensi dan Intensitas Bunyi Kereta Api di Ketintang Baru Menggunakan Software Audacity,” vol. 5, no. 2, pp. 186–197, 2024.

R. Rusmayanti, N. Nurhasanah, and Z. Zulfian, “Analisis Tingkat Kebisingan pada Area Pasar Lama Kabupaten Ketapang Kalimantan Barat,” Prism. Fis., vol. 9, no. 3, p. 253, 2021, doi: 10.26418/pf.v9i3.51180.

J. Kou et al., “Aeroacoustic airfoil shape optimization enhanced by autoencoders,” Expert Syst. Appl., vol. 217, 2023, doi: 10.1016/j.eswa.2023.119513.

I. K. Wiratama, G. N. K. Yudhyadi, M. A. Sayoga, and M. A. Ramdani, “Computational investigation of deploying microtabs on airfoil wortmann FX63-137,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1816, no. 1, 2021, doi: 10.1088/1742-6596/1816/1/012108.

I. K. B. Wiratama, I. M. Suartika, I. W. Joniarta, I. M. Mara, and I. M. Nuarsa, Proceedings of the First Mandalika International Multi-Conference on Science and Engineering 2022, MIMSE 2022 (Mechanical and Electrical), no. I. Atlantis Press International BV, 2023. doi: 10.2991/978-94-6463-078-7.

A. A. Allah and T. Mulyanto, “Analisis Aerodinamika Untuk Desain Mobil Listrik Jenis Kargo Mini,” vol. 10, no. 1, pp. 33–47, 2025, doi: 10.20527/sjmekinematika.v10i1.365.

D. Kang and S. Lee, “Aerodynamic and Aeroacoustic Effects of Different Transition Mechanisms on an Airfoil,” AIAA J., vol. 62, no. 4, pp. 1517–1535, 2024, doi: 10.2514/1.J063270.

G. Mallela, P. Paturu, and M. Komaleswarao, “Lift and drag performance of NACA0012 airfoil at various angle of attack using CFD,” Int. J. Mech. Prod. Eng. Res. Dev., vol. 8, no. 3, pp. 89–100, 2018, doi: 10.24247/ijmperdjun201810.

P. F. Melani, F. Balduzzi, L. Brandetti, C. J. S. Ferreira, and A. Bianchini, “An experimental and numerical analysis of the dynamic variation of the angle of attack in a vertical-axis wind turbine,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1618, no. 5, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1618/5/052064.

X. Li, K. Yang, H. Hu, X. Wang, and S. Kang, “Effect of tailing-edge thickness on aerodynamic noise for wind turbine airfoil,” Energies, vol. 12, no. 2, 2019, doi: 10.3390/en12020270.

C. Abdessemed, A. Bouferrouk, and Y. Yao, “Aerodynamic and Aeroacoustic Analysis of a Harmonically Morphing Airfoil Using Dynamic Meshing,” Acoustics, vol. 3, no. 1, pp. 177–199, 2021, doi: 10.3390/acoustics3010013.

S. Sharma, T. Geyer, E. Sarradj, and H. Schmidt, “Numerical investigation of noise generation by rod-airfoil configuration using DES (SU2) and the FW-H analogy,” 25th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conf. 2019, no. May, pp. 1–17, 2019, doi: 10.2514/6.2019-2400.

P. P. Nataraj, “Airfoil self-noise predictions using DDES and the FWH analogy,” p. 111, 2022.

D. Vittal-Shenoy, R. Gojon, T. Jardin, and M. C. Jacob, “Angle-of-attack and Mach number effects on the aeroacoustics of an SD7003 airfoil at Reynolds number 60,000,” Int. J. Aeroacoustics, vol. 22, no. 1–2, pp. 131–152, 2023, doi: 10.1177/1475472X221150173.

M. S. Selig and B. D. McGranahan, Wind tunnel aerodynamic tests of six airfoils for use on small wind turbines, no. October. 2004. doi: 10.2514/6.2004-1188.

S. K. Morley, T. V. Brito, and D. T. Welling, “Measures of Model Performance Based On the Log Accuracy Ratio,” Sp. Weather, vol. 16, no. 1, pp. 69–88, 2018, doi: 10.1002/2017SW001669.

R. Silva, M. Manuel, N. Dias, B. Junior, R. S. Maia, and M. N. D. Barcelos, “Development of a Numerical Methodology for the Analysis of Aerodynamics Surfaces Core”.

S. Lu, J. Liu, and R. Hekkenberg, “Mesh properties for rans simulations of airfoil-shaped profiles: A case study of rudder hydrodynamics,” J. Mar. Sci. Eng., vol. 9, no. 10, 2021, doi: 10.3390/jmse9101062.

I. Muhammad, “Simulasi Dan Perancangan Bilah Turbin Angin Savonius Heliks Dengan Memanfaatkan Fenomena Angin Pada Gedung Tinggi,” Sci. J. Mech. Eng. Kinemat., vol. 7, no. 1, pp. 9–26, 2022, doi: 10.20527/sjmekinematika.v7i1.211.

E. Molatudi, T. J. Kunene, and L. K. Tartibu, “A Ffowcs Williams-Hawkings numerical aeroacoustic study of varied and fixed-pitch blades of an H-Rotor vertical axis wind turbine,” 12th South African Conf. Comput. Appl. Mech. SACAM 2020, vol. 00013, 2020, doi: 10.1051/matecconf/202134700013.

J. O. Mo and B. S. Rho, “Characteristics and effects of laminar separation bubbles on NREL S809 airfoil using the γ-ReΘ transition model,” Appl. Sci., vol. 10, no. 17, 2020, doi: 10.3390/app10176095.

P. Ma, F.-S. Lien, and E. Yee, “Computational Acoustic Beamforming for Noise Source Identification for Small Wind Turbines,” Int. Sch. Res. Not., vol. 2017, pp. 1–24, 2017, doi: 10.1155/2017/7061391.

S. Lee, D. Kang, D. J. E. Brouzet, and S. K. Lele, “Airfoil trailing-edge noise source identification using large-eddy simulation and wavelet transform,” no. Brouzet 2020, 2023, [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2302.05809

Diterbitkan
2025-05-30
##submission.howToCite##
[1]
M. Z. A. Zulkipli, I. K. Wiratama, dan I. G. N. K. Yudhyadi, “ANALISIS AERODINAMIKA DAN AEROAKUSTIK AIRFOIL WORTMANN FX63-137”, SJMEkinematika, vol. 10, no. 1, hlm. 112-124, Mei 2025.