BAB I PENDAHULUAN
1.6 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dalam lima bab, masing-masing adalah pendahuluan; tinjauan pustaka; metode penelitian; analisis dan hasil; dan kesimpulan dan saran. Bab I memberikan gambaran menyeluruh mengenai Tugas Akhir yang meliputi, pembahasan tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan. Bab II berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan. Bab III berisikan metode simulasi yang digunakan pada model dan spesifikasi model mobil, terowongan angin serta langkah-langkah simulasi dengan menggunakan Ansys Fluent. Bab IV berisikan penyajian hasil yang diperoleh dari simulasi CFD dan membandingkan metode simulasi terhadap eksperimen dari literature. Adapun Bab V berisikan jawaban dari tujuan dari penelitian. Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir ini. Lampiran merupakan data-data yang diperoleh selama penelitian berupa form asli ataupun data yang bersumber dari literatur acuan.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Klasifikasi Aliran
Fluida adalah zat yang terus menerus mengalami deformasi dibawah penerapan tegangan geser (tangensial) tidak peduli seberapa kecil tegangan geser.Fluida terdiri dari cairan dan gas (atau fase uap).Perbedaan antara keadaan fluida dan solid jelas jika anda membandingkan karakteristik fluida dan solid.Solid berdeformasi ketika tegangan geser diterapkan, tetapi deformasi yang tidak terus meningkat dengan waktu. Terdapat beberapa cara untuk mengklasifikasikan jenis aliran fluida dan di sini akan dijabarkan secara umum dibawah ini. [3]
2.1.1 Aliran Kental (Viscous) dan aliran Tak-kental (Inviscid)
Ketika dua dan lapisan yang lebih lambat akan mencoba memperlambat aliran yang lebih cepat. Resistansi internal aliran itu disebut sebagai viskositas, yang merupakan suatu ukuran kemampuan untuk melekat pada suatu lapisan fluida bergerak letif satu sama lain , suatu gaya gesekan akan terjadi di antara keduanya fluida. Viskositas disebabkan oleh gaya kohesi antara molekul-molekul pada cairan atau bergabungnya molekul-molekul pada gas. Tidak ada fluida yang viskositasnya nol. Oleh karena itu semua fluida terlibat dengan efek viskositas dalam beberapa tingkatan. [3]
Gambar 2.1 Pengaruh gaya viskos dalam aliran[18]
Aliran dengan efek viskositas yang sangat signifikan disebut aliran viskos (viscous flow). Namun, secara praktek beberapa aliran yang penting terdapat
8 suatu region yang biasanya tidak dekat dengan permukaan suatu benda solid dimana efek viskositas dapat diabaikan karena perbandingannya sangat kecil terhadap inersia atau gaya tekan. Aliran dengan mengabaikan efek viskos ini disebut dengan aliran inviscid, pengelompokan ini untuk menyederhanakan analisa tanpa meninggalkan keakuratannya. [3]
Gambar 2.1 di atas menunjukkan suatu plat dimana dimulai pada bagian tepi depan plat itu terbentuk suatu daerah dimana pengaruh gaya viskos (viscous force) makin meningkat. Gaya viskos ini biasanya dihubungkan dengan tegangan geser sebagai mana dinyatakan dalam persamaan 2.1.
………2.1
Dimana :
= tegangan geser u= kecepatan arah x
perbedaan kecepatan fluida arah y = viskositas fluida
2.1.2 Aliran Internal dan Eksternal
Aliran yang dibatasi oleh suatu permukaan batas seperti pipa atau pembuluh disebut aliran internal.Aliran mengalir pada benda yang terbenam di dalam fluida yang tak berbatas diistilahkan aliran eksternal.Aliran internal dan eksternal keduanya dapat berupa aliran laminar atau turbulen, kompresibel atau inkompresibel. [3]
Gambar 2.2 Contoh aliran eksternal dan internal pada bodi mobil [10]
9 Contoh-contoh aliran eksternal mencakup aliran udara pada pesawat terbang, mobil, gumpalan salju yang turun, atau aliran air disekitar kapal selam dan ikan, dll. Aliran eksternal yang melibatkan udara sering disebut sebagai aerodinamika untuk menunjukkan arti penting dari aliran eksternal yang dihasilkan ketika sebuah objek seperti sebuah pesawat terbang menjelajah atmosfer.[3]
2.1.3 Aliran Kompresibel dan Inkompresibel
Fluida diklasifikasikan kompresibel atau inkompresibel berdasarkan variasi rapat massa fluida tersebut selama mengalir. Aliran di mana perbedaan dalam massa jenis dapat diabaikan disebut inkompresibel. Ketika perbedaan massa jenis aliran yang tidak dapat diabaikan, aliran ini disebut kompresibel. Pada kenyataannya tidak ada fluida yang massa jenisnya konstan, tetapi ada beberapa masalah aliran fluida yang dapat disederhanakan dengan menganggap massa jenisnya konstan. Hal ini tidak mengurangi keakuratan solusi yang didapat.
Parameter yang menjadi acuan utama untuk menentukan suatu aliran kompresibel atau tidak, dilihat dari nilai Mach Number (M), yang didefinisikan sebagai rasio antara kecepatan aliran lokal terhadap kecepatan suara local.[3]
………..2.2 Dimana
M = bilangan Mach v = kecepatan aliran (m/s) c= kecepatan suara (m/s)
Pada saat M<0,3 aliran tersebut dianggap aliran inkompresibel
2.1.4 Aliran Laminar dan Aliran Turbulen
Sebagian aliran fluida teratur dan mengalir mulus sedangkan yang lainnya mengalir tidak teratur.Berdasarkan struktur alirannya, aliran fluida dibedakan menjadi aliran laminar dan aliran turbulen.Gambar 2.3 menunjukkan region jenis aliran pada suatu plat.Untuk aliran laminar kecepatan pada suatu titik akan tetap
10 terhadap waktu. Sedangkan aliran turbulen kecepatannya akan mengindikasikan suatu fluktuasi yang acak. Dalam aliran turbulen, profil kecepatan pada suatu titik dihasilkan dari gerak acak partikel fluida berdasarkan waktu dalam jarak dan arah.Jika kita mengambil kecepatan rata-rata terhadap waktu, maka kecepatan sesaat dapat dihitung dengan menambahkan kecepatan rata-rata dengan kecepatan fluktuasi. [3]
Gambar 2.3 Region aliran laminar dan turbulen pada plat datar[12]
2.1.5 Aliran Alami dan Paksa
Suatu aliran fluida dapat dikelompokkan menjadi aliran alami atau aliran paksa, tergantung bagaimana aliran inisiasi fluida tersebut. Pada aliran paksa, fluida dipaksa mengalir melalui suatu permukaan atau dalam pipa misalnya oleh pompa atau kipas (fan). Pada aliran alami, gerakan fluida secara natural akibat efek apung (buoyancy) sehingga menyebabkan fluida itu sendiri bergerak naik karena suhu yang lebih panas dan bergerak turun akibat suhu yang lebih dingin akibat adanya perubahan densitas terhadap suhu. [3]
2.2 Bilangan Reynold
Dalam analisis aliran fluida terdapat suatu bilangan tanpa dimensi yang disebut bilangan Reynod yang merupakan perbandingan antara gaya inersial dan gaya viskositas dirumuskan:
………(2.3)
Dimana, V = Kecepatan Rata-Rata dari Fluida (m/s) L = Panjang bodi ( m )
ρ = Massa Jenis ( kg/m3)
11 μ = Viskositas dinamik (kg/m.s)
Bilangan Reynold juga digunakan untuk mengelompokkan aliran laminar atau turbulen dimana titik kritis antara aliran laminar dan turbulen adalah Re = 5 x 105 pada plat datar dan Re = 2 x 105 pada bola [1]
2.3 Konsep Aerodinamika
Mekanika fluida yang terjadi pada aliran melalui suatu benda merupakan suatu konsep aerodinamika. Aerodinamika berasal dari dua buah kata yaitu aero yang berarti bagian dari udara dan dinamika yang berarti cabang ilmu alam yang menyelidiki benda-benda bergerak serta gaya yang menyebabkan gerakan-gerakan tersebut. Jadi, aerodinamika dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan mengenai akibat-akibat yang ditimbulkan udara atau gas-gas lain yang bergerak.Dalam hal ini, konsep aerodinamika merupakan suatu aliran fluida eksternal. [4]
Ketika sebuah benda apapun bergerak melalui suatu fluida, suatu interaksi antara benda dengan fluida terjadi, efek ini dapat digambarkan dengan bentuk gaya-gaya pada pertemuan antar muka fluida-benda. Hal ini dapat digambarkan sebagai tegangan geser dinding, , akibat efek viskos dasn tegangan normal akibat tekanan, p. Distribusi tekanan geser dan tekanan dapat ditunjukkan pada gambar. Besar dan arah bervariasi di sepanjang permukaan benda.[4]
Besar tekanan dan gaya geser yang terjadi pada elemen area pada permukaan adalah dan Diferensial dari daya drag dan gaya lift yang bekerja pada dalam aliran dua dimensi adalah
………(2.4)
……….……….(2.5)
Dimana adalah sudut terluar normal dA searah positif aliran dan merupakan faktor bentuk benda sebgai fungsi dari lokasi sepanjang benda. Total gaya seret (drag) dan gaya angkat (lift) yang terjadi pada benda dapat ditentukan dengan mengintegralkan kedua persamaan pada semua pemukaan benda.
Gaya drag:
12 ∫ ∫
Gaya drag ini terdiri dari gaya drag tekanan ( ) dan gesekan
Gaya lift:
∫ ∫
Gambar 2.4 Komponen gaya pada aliran yang melalui suatu benda[3]
Namun, pada kasus-kasus tertentu saja distribusi-distribusi ini dapat ditentukan secara analitis.Contohnya adalah liran lapisan batas yang melewati sebuah pelat datar sejajar aliran.Kemajuan saat ini di bidang komputasi dinamika fluida telah memberikan hasil-hasil yang menjanjikan untuk bentuk-bentuk yang lebih kompleks.Namun demikina, masih banyak usaha yang harus dilakukan di bidang ini. [4]
2.4.Gaya Drag Tekanan
Gaya drag tekanan atau sering disebut drag tekanan adalah bagian dari drag yang langsung disebabkan oleh tekanan, P, pada sebuah benda. Drag ini sering disebut sebagai drag bentuk karena ketergantungan yang sangat kuat pada bentuk benda. Drag tekanan adalah fungsi dari besarnya tekanan dan orientasi arahelemen permukaan dimana gaya tekanan tersebut bekerja. Sebagai contoh, gaya tekanan pada kedua sisi plat datar sejajar aliran mungkin saja sangat besar tetapi gaya tersebut tidak berkontribusi pada drag karena gaya tersebut bekerja pada arah tegak lurus terhadap arah kecepatan aliran. Sebaliknya, gaya tekanan pada pelat datar yang tegak lurus terhadap aliran menyebabkan keseluruhan drag.
13 Sebagian besar informasi yang tersedia mengenai drag pada sebuah benda adalah hasil dari eksperimen yang banyak sekali dilakukan dengan terowongan angin, terowongan air, tangki towing dan peralatan-peralatan lainnya untuk mengukur drag model-model yang diskalakan. Data-data ini dapat dinyatakan dalam bentuk tak berdimensi dan hasilnya dapat dibandingkan dengan tepat untuk perhitungan prototype. Biasanya hasil untuk benda berbentuk tertentu adalah sebuah konstanta drag, CD, dimana [4]
……….………(2.6)
Dimana,
= Koefisien drag
=Gaya drag
=densitas fluida kerja
=kecepatan aliran fluida kerja =luas area frontal benda
Drag terbentuk dari pebedaan tekanan antara bagian depan dan belakang objek. Karena distribusi tekanan melalui bodi tidak simetris dan tekanan di bagian depan akan lebih besar dari belakang, maka akan terjadi gaya hambat langsung dari arah belakang. Berdasarkan persamaan Bernoulli, dapat dilihat bahwa tekanan tinggi akan terjadi di bagian depan namun kecepatan kecil bahkan bernilai nol yang disebut titik stagnasi (stagnation point). Pada aliran setelahnya (pada bagian atas objek), tekanan menurun dan kecepatan meningkat yang dijelaskan pada persamaan : [8]
……….………(2.7) Dimana,
Benda-benda tumpul seperti ukuran kendaraan yang besar menunjukkan perbedaan karakteristik drag.Pada bagian belakang kendaraan pada umumnya, terdapat perbedaan gradien tekanan yang sangat ekstrim yang menyebabkan adanya separasi pada aliran viskos. Aliran pada bagian depan menunjukkan nilai
14 tekanan yang sangat tinggi. Sedangkan pada bagian belakang, aliran terpisah menuju area hisapan yang lebih tinggi. Sebagaimana telah disampaikan sebelumnya, komponen gaya-gaya diintegralkan menghasilkan perubahan tekanan yang besar, hasilnya disebut pressure drag, atau drag tekanan. Faktor ini dipengaruhi oleh tinggi kendaraan sebagaimana bagian separasi aliran. Beberapa koefisien drag pada bentuk benda ditampilkan pada Gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5 Nilai koefisien pada beberapa bentuk drag[18]
2.5 Gaya Angkat (Lift)
Setiap benda yang bergerak melalui sebuah fluida akan menfalami gaya netto dari fluida pada benda. Untuk benda simetris, gaya ini akan terjadi dalam arah aliran bebas, yaitu sebuah drag. Jika benda tersebut tidak simetris (atau bukan merupakan medan dari aliran yang simetris, seperti aliran pada benda yang berputar), akan terdapat pula gaya yang normal terhadap aliran bebas, yaitu lift.
Banyak upaya telah dilakukan untuk memahami berbagai sifat dari pembentukan lift. Beberapa benda seperti air foil, dirancang untuk menghasilkan lift. Sedangkan benda lainnya dirancang untuk mengurangi timbulnya lift. Sebagai contoh, lift pada sebuah mobil cenderung mengurangi gaya kontak antara roda dan tanah, yang menyebabkan pengurangan dari traksi dan kemampuan berbelok. Perancang mobil selalu berusaha mengurangi lift seperti ini.
15 Gaya angkat (FL) dapat ditentukan dengan Persamaan 2.8 jika distribusi tekanan dan tegangan geser pada dinding di sekitar benda diketahui.Namun, untuk benda-benda yang berbentuk rumit, distribusi tersebut biasanya tidak diketahui dan harus diuji secara eksperimen atau simulasi numerik. Lift dinyatakan dalam koefisien lift (CL), dimana:
……….………(2.8)
Dengan
= koefisien lift = gaya lift
= densitas fluida kerja
= kecepatan aliran fluida kerja
= luas area frontal
2.6 Lapisan Batas (Boundary Layer)
Lapisan batas pada aliran fluida melalui suatu objek pertama kali didefinisikan oleh seorang insinyur aerodinamika berkebangsaan Jerman bernama Ludwig Prandtl pada suatu konferensi di Jerman.Hal ini memungkinkan adanya penyederhanaan persamaan pada aliran fluida dengan membagi dua aliran menjadi dua, yaitu pada lapisan batas dan diluar lapisan batas.
Gambar 2.6 Lapisan batas pada plat datar
Lapisan batas pada aliran yang melalui sebuah plat datar ditunjukkan pada Gambar 2.6. Lapisan batas pada bodi kendaraan didominasi oleh viskositas dan ini memainkan peran penting dalam hal drag kendaraan. Kekentalan di abaikan
16 pada aliran fluida di luar lapisan batas karena hal ini tidak memberikan efek yang sangat berarti pada solusi nantinya.Dalam mendesain bentuk bodi, lapisan batas sangat diperhatikan untuk mengurangi drag. Ada dua alasan mengapa para desainer meletakkan lapisan batas sebagai faktor utama dalam drag aerodinamika.
Pertama, lapisan batas disertakan sebagai tebal efektif bodi, melalui perubahan ketebalan menyebabkan bertambahnya drag tekanan. Alasan kedua adalah bahwa gaya geser pada permukaan menyebabkan drag gesekan.
2.7 Pemisahan Aliran
Ketika berkendara pada jalan raya, merupakan suatu kemanan umum mengukur untuk melambat pada tikungan tajam dengan tujuan untuk mencegah terlemparnya dari jalan.Banyak pengendara telah mempelajari bagaimana suatu kendaraan dapat dibawa dengan aman dengan kecepatan tertentu pada suatu belokan.Kita dapat melihat fenomena ini sebagai “pemisahan kendaraan” dari jalur.Fenomena ini juga didapati ketika kendaraan dengan cepat terlempar dari bukit (jalan tanjakan). Pada kecepatan rendah, roda kendaraan akan selalu bersentuhan dengan permukaan jalan. Tetapi pada kecepatan tinggi, kendaraan terlalu cepat mengikuti jalur jalan dan kehilangan kontak dengan permukaan jalan.
Gambar 2.7 Pemisahan aliran pada air terjun dan bola kasti[3]
Suatu fluida melakukan cara yang sama ketika dipaksa mengalir melalui sebuah jalur pada kecepatan tinggi seperti pada air terjun seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7. Air yang mengalir menuju sebuah tebing akan mengikuti alur pada bagian atas tebing. Tapi, air tidak selalu bersentuhan dengan dinding tebing.
17 Bahkan pada aliran dengan kecepatan yang sangat tinggi, air tidak akan bersentuhan dengan sisi tebing. Hal ini disebut sebagai pemisahan aliran (flow separation).Aliran dapat terpisah dengan permukaan benda bahkan ketika fluida tersebut terbenam sempurna pada suatu aliran fluida sebagaimana gambar. Lokasi pemisahan aliran bergantung pada beberapa faktor seperti bilangan Reynolds, kekasaran permukaan, dan tingkat fluktuasi aliran, dan biasanya sangat sulit untuk memprediksi dengan tepat dimana pemisahan aliran akan terjadi, apalagi jika terdapat sudut-sudut tajam atau pergantian bentuk pada permukaan.[3]
Gambar 2.8 Skema pemisahan aliran pada benda[15]
Ketika aliran fluida terpisah dari suatu benda maka akan terbentuk daerah separasi di antara benda dan aliran. Pada daerah dengan tekanan yang rendah ini berada di belakang benda dimana terjadi aliran resirkulasi dan aliran balik yang disebut daerah pemisahan (separated region). Daerah pemisahan yang semakin besar, maka drag tekanan juga akan semakin besar sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.8. Efek pemisahan aliran akan terasa pada aliran hilir dalam bentu pengurangan kecepatan (relatif pada aliran hulu). Daerah pada jejak aliran yang mengikuti benda ketika pengaruh kecepatan pada benda dapat dirasakan disebut wake (aliran beriak). Daerah pemisahan terjadi pada ujung benda ketika dua aliran lancar (stream) terjadi. [3]
18 Gambar 2.9 Daerah pemisahan aliran dan wake[3]
Selanjutnya, daerah pemisahan merupakan suatu volume yang tertutup, oleh karena itu riakan akan tetap berkembang dibelakang benda sampai fluida pada daerah riakan (wake) kembali pada kecepatannya dan profil kecepatan kembali didekat suatu bidang datar. Pengaruh kekentalan dan perputaran merupakan hal yang paling signifikan pada lapisan batas, daerah pemisahan aliran dan daerah riakan (wake).Aliran di luar daerah ini dapat diaanggap irrotasional.
Pemisahan aliran sangat berpengaruh kepada benda-benda yang bergerak menggunakan asas aerodinamika (air foil). Drag dan lift memiliki pengaruh kuat pada bentuk benda, dan efek yang disebabkan perubahan bentuk memiliki efek yan besar pada drag dan lift. Sebagai contoh, akumulasi salju dan formasi es pada sayap pesawat dapat mengubah bentuk sayap yang cukup untuk mengurangi lift secara signifikan.Fenomena ini telah menyebabkan kehilangan ketinggian dan tabrakan dan banyak menggagalkan takeoff pada cuaca buruk. Karenanya, ini menjadi suatu ukuran keamanan dan dengan rutin memeriksa adanya salju dan es pada komponen-komponen kritis pada pesawat sebelum takeoff.
Gambar 2.10 Pada sudut kontak yang besar pada foil, aliran mungkin berpisah dari permukaan atas [3]
19 Hal yang penting sebagai konsekuensi pemisahan aliran adalah formasi dan tumpahan (shedding) pada gumpalan fluida yang disebut vortices pada bagian beriak (wake).Generasi yang bersambungan pada ujung vortices dimaksud menjadi vortex shedding.Fenomena ini terjadi selama aliran normal melalui silinder panjang atau bola dengan Re>90. Getaran terbentuk oleh vortice di dekat benda dapat mengakibatkan resonansi menjadi tingkat yang sangat berbahaya jika frekuensi vortices dekat ke frekuensi natural benda, situasi yang harus dicegah pada benda yang melaju dengan kecepatan tinggi atau dialiri angin yang sangat kencang.
2.8 Aerodinamika pada Mobil
Menjelang abad ke 20, kendaraan membutuhkan desain yang memenuhi aspek estetika dan aerodinamika dalam mengurangi gaya drag, khususnya pada kendaraan penumpang. Tidak sampai pada tahun 1973 ketika sekelompok negara-negara pengekspor minyak secara signifikan menaikkan harga minyak mentah, yang menempatkan penekanan yang lebih besar terhadap pengurangan drag kendaraan. Perancangan aerodinamika pada kendaraan menjadi sangat penting bagi para produsen mobil untuk mengurangi drag dan aspek penghematan bahan bakar menjadi poin yang sangat penting dalam penjualan. Sebagai hasil dari era aerodinamis pada industri kendaraan saat ini, menjadi lebih jelas bahwa keuntungan selanjutnya yang didapatkan seperti menambah stabilitas dan performansi yang dapat didapatkan dari pengembangan aerodinamika.[14]
2.8.1 Drag Pada Mobil
Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan mobil sepanjang jalan juga digunakan untuk mengatasi hambatan gelinding dan drag aerodinamika. Drag aerodinamika memberikan kontribusi yang sangat penting terhadap gaya propulsive netto yang dibutuhkan. Drag dapat dikontribusi oleh berbagai bagian dari mobil (bagian depan, kaca depan, atap, bagian belakang, dll) yang telah ditentukan dengan berbagai model dengan pengujian ukuran penuh dan juga perhitungan numerik. Saat ini, drag aerodinamika pada mobil telah dapat ditentukan dengan mudah.[14]
20 Gambar 2.11Distribusi tekanan pada bodi mobil[8]
Lapisan batas tidak akan muncul pada bilangan Reynold yang lebih kecil dari 104. Bilangan Reynold bergantung pada karakteristik panjang kendaraan, viskositas kinematik dan kecepatan udara relatif terhadap kendaraan. Terdapat fenomena lain yang mempengaruhi aliran fluida pada dan performansi kendaraan.
Fenomena ini sering disebut sebagai “wake”. Ketika fluida bergerak dan terpisah di bagian ujung belakang kendaraan ini akan menghasilkan suatu bagian dari tekanan turbulensi rendah dibagian belakang kendaraan yang disebut dengan wake. Wake ini juga berkontribusi dalam menentukan drag tekanan yang akhirnya mempengaruhi performa kendaraan tersebut. [7]
Kendaraan penumpang modern pada umumnya didasarkan pada tata letak mesin yang berada di depan yang mana ini sangat mempengaruhi pada bentuk luar kendaraan tersebut. Hal yang sangat dihindari dalam mengurangi drag adalah pencegahan terhadap titik-titik pemisahan aliran. Pada gambar ditunjukkan beberapa titik pemisahan dan aliran kembali yang terjadi pada permukaan bodi kendaraan.Sehingga jelaslah mengapa aerodinamika bermain dalam perancangan kendaraan modern saat ini. Karena sangat penting maka efek samping dari bentuk-bentuk yang tidak penting dapat dihindari atau setidaknya dikurangi.[8]
2.8.1.1 Drag gesekan pada bodi mobil
Pada permukaan bodi kendaraan udara adalah stasioner, akan tetapi tegangan geser terjadi yang sering disebut dengan drag gesekan. Deskripsi yang detail pada suatu mekasnisme fisik yang berkaitan dengan drag gesekan pada
21 permukaan telah ditampilkan oleh Schlicting (1960). Dia mengobservasi bagian atap dari mobilnya bahwa aliran yang terjadi mirip dengan aliran pada plat datar.
Dari penelitiannya, dia mendapatkan bahwa kecepatan relative pada partikel udara bertambah secara signifikan sebagai fungsi terhadap jarak permukaan akhirnya mencapai kecepatan aliran bebasnya (teori lapisan batas).Dia menyimpulkan bahwa meskipun lapisan batas yang sangat tipis melalui atap mobil, kecepatan geser yang signifikan terjadi pada lapisan batas tersebut. [13]
Telah dikenal bahwa dalam suatu laisan batas terdapat tiga fase yang berbeda, region laminar, region transisi dan turbulen. Dalam region laminar,lapisan batas sangat tipis dan bertambah dari ketebakan nol dibagian awal dan memiliki ketebalan yang signifikan hingga mencapai region transisi. Pada region transisi, percampuran aliran juga menambah ketebalan lapisan batas.Oleh karena itu, region transisi terus berkembang hingga region turbulen dimana tegangan geser semakin besar dan ketebalan lapisan batas mencapai maksimum.
Tegangan geser ini ditimbulkan oleh kecepatan relatif antara udara dan kendaraan yang dianggap sebagai sumber utama dari drag gesekan pada permukaan.[13]
Gambar 2.12 Lapisan batas pada bidang berbentuk kurva[9]
2.8.1.2 Drag Tekanan pada bodi mobil
Pada mobil, aliran dikarakterisasikan pada bagian depan dan tengah.
Sedangkan pada bagian belakang, aliran akan berpisah dan menghasilkan aliran
Sedangkan pada bagian belakang, aliran akan berpisah dan menghasilkan aliran