Estimasi Profil Kecepatan Aliran dalam Slot yang Mengalami Gradien Tekanan Berosilasi

Abstrak

Dalam penelitian ini, profil kecepatan telah dihitung untuk aliran dalam slot dengan gradien tekanan yang mengalami osilasi menggunakan program komputer. Dari penelitian dan temuan sebelumnya, diketahui bahwa aliran dalam slot dengan gradien tekanan konstan memiliki profil kecepatan yang membentuk bentuk parabola. Dalam penelitian ini, kami menambahkan komponen vibrasi ke gradien tetap yang ditinjau. Selain itu, perubahan kecepatan dan perubahan parameter dimensi slot telah dianalisis. Grafik perubahan kecepatan diambil untuk berbagai waktu dan stasiun slot untuk memahami sepenuhnya aliran ketika gradien tekanan yang bersifat vibrasi diterapkan. Persamaan Navier-Stokes dan kontinuitas digunakan dan dipertahankan dalam koordinat Kartesian. Perubahan profil kecepatan untuk berbagai viskositas kinematik fluida juga dipertimbangkan. Pembentukan daerah viskos dalam slot dan variasinya terhadap viskositas fluida dipelajari. Selain itu, variasi profil kecepatan dengan perubahan dimensi slot juga dipertimbangkan. Algoritma yang diusulkan yang dirumuskan selama penelitian ini akan memungkinkan dan membantu para penyelidik ilmiah dan akademisi untuk melakukan perhitungan guna merancang berbagai slot sesuai dengan kebutuhan situasional. Hasil yang dicapai akan membantu dalam merancang slot dan saluran yang mengalami osilasi gradien tekanan dan juga dapat digunakan untuk memprediksi sifat gradien yang bekerja.

Tinjauan Pustaka

Aliran fluida yang mengalir melalui saluran dengan gradien tekanan berosilasi sangat penting karena untuk sebagian besar tujuan praktis. Banyak aliran kompleks mengalami gradien tekanan yang intens, yang nilainya dapat bervariasi seiring waktu. Untuk keperluan kerja, variasi terhadap waktu diabaikan dan solusi keadaan tunak diperlukan. Mempelajari aliran dengan gradien tekanan berosilasi dapat membantu kita menerjemahkan kesimpulan untuk menguraikan detak jantung periodik dan mempelajari respons arteri yang bertindak seperti saluran tempat darah mengalir. Banyak penelitian semacam itu telah dilakukan dalam beberapa tahun terakhir untuk mengungkap fenomena alam yang terjadi di dalam tubuh kita. Pada tahun 1997, David N. Ku mempelajari aliran darah di arteri yang didominasi oleh aliran tidak tunak. Darah adalah masalah aliran internal yang rumit yang digabungkan ke banyak cabang (arteri) dengan parameter yang beragam [2]. Gradien tekanan dapat dievaluasi pada jarak pendek di sepanjang arteri dengan mengurangkan tekanan hilir dari tekanan hulu [3]. T.W. Secomb mempelajari aliran dalam saluran dengan dinding berdenyut [4]. Klaus Wyrtki mempelajari aliran air dari Pasifik barat ke Samudra Hindia timur. Aliran air ini dipimpin oleh gradien tekanan yang kuat. Studi ini sangat membantu dalam memahami aliran dengan gradien tekanan berosilasi [5]. G.S. Seth dan R.N. Jana mempelajari aliran viscous dengan densitas konstan yang bervariasi terhadap waktu. Studi ini dilakukan dalam kondisi tertentu, yaitu adanya medan magnet seragam dan efeknya dengan gradien tekanan yang bergetar. Disimpulkan bahwa solusi yang bersifat eksak diperoleh untuk aliran yang berkembang penuh dan tunak [6]. S.K. Ghosh mempelajari aliran hidromagnetik viscous dengan densitas konstan yang mampu menghantarkan listrik dan terbatas di antara pelat yang berputar di bawah gradien tekanan berosilasi [7]. Ali J. Chamkha mempelajari aliran gas penghantar listrik dalam slot yang mengalami gradien tekanan bervariasi [8]. S.K. Ghosh mempelajari efek pada perilaku MHD plasma yang memiliki gradien tekanan vibrasi dengan adanya medan magnet transversal [9]. Donald F. Young mempelajari aliran berosilasi. Aliran dengan komponen tunak dan tidak tunak dipertimbangkan. Hasilnya, penurunan tekanan dievaluasi sebagai fungsi dari berbagai parameter [10]. J.F. Hale dan lainnya menyelidiki profil kecepatan dalam aliran berosilasi di arteri dan membuat beberapa desain pada hambatan viskos dan bilangan Reynolds [11]. T. Hayat dan lainnya menyelidiki beberapa aliran bidang sederhana dari fluida Oldroyd-B dan memperoleh solusi eksak dari profil kecepatan aliran dengan gradien tekanan berosilasi [12].