makalah fisika
TRANSCRIPT
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 1/20
AERODINAMIKA PADA BOLA GOLF
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Permainan golf merupakan permainan bola tercepat di semua permainan bola.
Jarak terbang bola golf dipengaruhi tidak hanya oleh materialnya, tetapi juga oleh
aerodinamika dari dimple pada permukaannya. dengan menggunakan metode CFD,
bidang aliran dan karakteristik aerodinamika bola golf bisa dipelajari dan dievaluasi
sebelum bola golf dibuat. Dengan karakteristik aerodinamik yang diperoleh, jarang
terbang dan lintasan pada bola golf dapat ditentukan dan divisualisasikan. Berbagai
penelitian telah dilakukan bertujuan untuk menentukan geometri dimple dan kecepatan
bola golf yang optimal dalam mengurangi koefisien drag dan meningkatkan koefisien liftsehingga bola golf dapat menjangkau jarak terbang yang optimal.
Gambar 1.1 Jejak lintasan terbang bola golf
1.2 Tujuan Kegiatan
Kegiatan ini dilakukan dengan tujuan untuk :
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 2/20
1. Mengetahui nilai koefisien lift dan koefisien drag pada bola goft dengan dimple
dan bilangan reynold yang berbeda-beda.
2. Membandingkan data yang dihasilkan dengan data dari Chang Hsien Tai
3. Mengetahui aliran dinamika yang terjadi pada bola golf
4. Mengetahui besarnya putaran dan kecepatan bola golf yang optimal dalam
permainan bola golf.
5. Mengetahui distribusi kecepatan yang terjadi pada aliran bola golf.
6. Memenuhi tugas besar mata kuliah Aplikasi CFD.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam kegiatan ini penulis membatasi cakupan bahasan agar tidak terlalu meluas
dan lebih terfokus. Dalam hal ini penulis hanya membahas dinamika aliran pada bola golf
dan menghitung koefisien drag dan koefisien lift pada kondisi dimple yang berbeda yaitu,
0.25mm dan 0.35mm dengan bilangan reynold yang berbeda pula yaitu sebesar 40000
dan 100000.
1.4 Metodologi Kegiatan
Metodologi yang dilakukan dalam kegiatan ini ialah simulasi dan analisa dari
hasil simulasi dengan urutan seperti di bawah ini:
1. Perumusan Masalah
Hal- hal yang dapat menurunkan nilai koefisien drag dan meningkatkan
nilai koefisien lift pada bola golf
2. Model dan Variabel simulasi
Model yang disimulasikan berupa bola golf dengan dimple 0.25mm dan
0.35mm. Variabel simulasi yaitu kecepatan putar bola golf dengan bilangan
reynold yang bervariasi dan kedalaman dimple yang berbeda.
3. Teknik Pengumpulan dan pengolahan data
Model disimulasikan dengan parameter-parameter yang tersedia dengan
membuat goal berupa koefisien drag dan lift dengan menggunakan software
Solidwork 2007. Hasil yang didapat berupa tabel dan grafik pada Excel.
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 3/20
4. Validasi, Analisa dan Interpretasi data
Setelah dilakukan pengolahan data maka data yang didapat dianalisa
dengan melihat variabel-variabel yang ada dan goal yang dihasilkan. Setelah
itu hasilnya dibandingkan dengan hasil kegiatan yang telah dilakukan
sebelumnya oleh Chang-Hsien Tai mengenai dinamika aliran pada bola golf.
BAB II STUDI PUSTAKA
2.1. Fenomena Pada Bola Golf
2.1.1 Dimple
Bola yang digunakan pada olahraga golf memiliki bentuk dan konfigurasi yang
khusus, yaitu permukaannya yang memiliki dimple-dimple kecil, Bentuk ini ternyatamemiliki pengaruh pada aerodinamika dari bola golf tersebut. Bola golf dibuat
berlubang-lubang untuk membuat pergeseran lapisan pada udara semakin lambat karena
ada lapisan kecil pada alur/lubang bola pada permukaan sehingga memperpanjang jarak
geseran lapisan udara pada lapisan paling dekat pada permukaan, jadi kecepatan udara
pada permukaan naik sehingga beda kecepatan dengan lapisan diatasnya lebih kecil hal
ini juga dapat mengurangi timbulnya turbulensi pada bagian akhir bola
Gambar 2.1 Pengaruh dimple
Bola golf yang licin jika dipukul oleh pemain golf profesional hanya mampu
menempuh jarak setengah dari bola golf dengan dimple. Umumnya bola golf mempunyai
300-500 dimple dengan kedalaman rata sekitar 0.01 inci. gaya angkat (lift) dan gaya
hambat (drag) pada bola golf sangat sensitif terhadap kedalaman dimple, perubahan
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 4/20
kedalaman 0.001 inch bisa menghasilkan perubahan yang besar terhadap lintasan bola
dan jarak terbang
Gambar 2.2 Aliran udara pada permukaan dimple
benda bergerak mempunyai daerah tekanan tinggi pada sisi depannya. Udara mengalir
dengan mulus pada keseluruhan permukaan sisi depan dan akhirnya berseparasi di sisi
belakang benda. Benda bergerak juga menunda daerah olakan turbulen dimana udara
mengalir secara tidak tetap, mengakibatkan tekanan rendah dibelakang benda. ukuran
olakan dipengaruhi oleh drag pada benda. Dimple pada bola golf membuat lapisan batasudara turbulen mengecil karena melekat pada permukaan bola. Ini memberikan aliran
udara yang mulus ketika mengikuti permukaan bola sedikit lebih jauh di sisi belakang
bola, dengan demikian dapat mengurangi ukuran dari olakan yang terjadi. Dimple juga
mempengaruhi lift. Bola licin yang berputar menimbulkan lift karena belokan aliran
udara serupa dengan yang terjadi di sayap pesawat. Gerakan memutar membuat tekanan
udara pada bagian bawah lebih besar daripada tekanan udara pada bagian atas,
ketidakseimbangan ini membuat gaya keatas pada bola. Putaran bola menyumbang
sekitar 1/2 pada gaya angkat bola golf. 1/2 lainnya dihasilkan akibat dimple bola bolf
2.1.2 Efek Magnus
Kecepatan lokal di dekat bola terdiri dari kecepatan aliran udara dan kecepatan
putaran bola, yang berkurang jika jaraknya makin jauh dari bola. Pada sebuah bola yang
berputar dengan bagian atas bergerak searah dengan aliran udara, maka kecepatan udara
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 5/20
setempat di bagian atas akan lebih cepat dari pada di bagian bawah. Perbedaan kecepatan
di permukaan melibatkan perbedaan tekanan, dengan tekanan yang lebih rendah di atas
dibandingkan dengan tekanan yang ada di bawah. Daerah bertekanan rendah
mengakibatkan gaya ke atas yang dikenal dengan “Efek Magnus”.
Gambar 2.3 Efek magnus
Teori efek magnus digunakan pada aerodinamika. ketika objek bergerak melalui
udara. permukaannya dipengaruhi oleh lapisan tipis udara yang disebut dengan lapisan
batas. Pada kasus bola, yang mempunyai bentuk aerodinamik yang kurang baik, udara di
lapisan batas keluar dari permukaan,membentuk ombak atau daerah tekanan rendah
dibelakang bola. Back pressure yang berbeda membuat gaya yang terbalik pada bola,
yang melambatkan pergerakan ke depan. Ini merupakan aerodinamik yang terjadi pada
setiap benda yang bergerak di udara.
Bagaimanapun juga jika bola berputar sepanjang pergerakannya, lapisan batas
terpisah pada titik yang berbeda. Akibatnya udara yang mengalir mengelilingi bola
membelok menyamping sehingga tidak simetriknya ombak dibelakang bola, efeknya
menyebabkan perbedaan tekanan seperti terlihat dalam gambar, di titik “A”. Sebuah titik
stagnasi terbentuk di mana aliran udara yang mengenai permukaan terpisah, sebagian ke
atas dan sebagian ke bawah.
Titik stagnasi yang lain adalah titik “B” ketika kedua aliran udara bergabung dan
melanjutkan dengan kecepatan yang sama. Nilai putaran bola golf menunjukan
kecepatannya berputar pada sumbu ketika terbang, diukur dalam satuan rotasi per menit
(rpm). Nilai putaran yang umunnya digunakan antara 2000-4000 rpm. Putaran
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 6/20
menghasilkan lift yang secara langsung mempengaruhi seberapa tinggi bola golf terbang
dan seberapa cepatnya berhenti ketika jatuh ke tanah.
Gambar 2.4 Lintasan terbang dipengaruhi oleh putaran bola golf
Kelebihan jumlah putaran akan menyebabkan bola melonjak tinggi, akibatnya
kehilangan jarak. Putaran terlalu sedikit akan menahan terjadinya lift sehingga bola tidak
terangkat. Menjaga jumlah putaran pada tingkatan yang tepat dapat memaksimalkan jarak
yang dicapai, jejak lintasannya parabola dapat dilihat pada gambar diatas.
2.2. Gaya-gaya pada Bola golf
Sebuah benda akan mengalami total gaya akibat fluida apabila terjadi gerak relatif
antara permukaan benda dan fluida. Gaya-gaya fluida tersebut merupakan gaya
permukaan yang tegak lurus dan juga searah permukaan benda atau merupakan gaya
normal ataupun gaya gesek. Total gaya fluida yang arahnya searah aliran fluida disebut
DRAG atau gaya hambat dan total gaya yang tegak lurus aliran fluida disebut LIFT atau
gaya angkat. Perhitungan total gaya tersebut tidak dapat diselesaikan secara analitis.
Hampir semua penyelesaian total gaya tersebut membutuhkan hasil eksperimen yang
dinyatakan dalam bentuk koefisien gaya angkat ataupun koefisien gaya hambat untuk
bentuk geometri tertentu.
2.2.1 Drag
Gaya hambat adalah komponen gaya fluida pada benda yang searah dengan arah
aliran fluida atau gerakan benda. Gaya hambat dibedakan menjadi gaya hambat bentuk
(form drag) dan gaya hambat gelombang (wave drag). Dengan pendekatan bahwa pada
aliran tidak timbul gelombang maka pembahasan gaya hambat hanyalah gaya hambat
bentuk saja, untuk selanjutnya disebut gaya hambat. Dari analisa tanpa dimensi dapat
ditentukan gaya hambat diduga merupakan fungsi sebagai berikut : Parameter tanpa
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 7/20
dimensi tersebut dinyatakan sebagai koefisien gaya hambat, CD pada persamaan dibawah
ini :
Ada dua drag yang terjadi pada bola golf, yaitu skin friction drag (gaya hambat
akibat gesekan dengan udara degan bola) dan pressure drag (gaya hambat akibat olakan
aliran dibelakang bola). Pada bola licin, aliran dari depan akan bola terbelah ke sekitar
bola, bergerak ke belakang, namun aliran terlepas sebelum sampai diujung belakang, dan
terjadi ulakan2 kecil dibelakang bola. Alirannya adalah aliran laminar. Pada bola golf
yang memiliki dimple, pelepasan aliran ini ini dapat ditunda, artinya titik pelepasan aliran
dapat dapat digeser lebih ke belakang, olakannya pun lebih sedikit. Aliran pada bola
dengan dimple adalah aliran turbulen. Pressure drag pada aliran turbulen lebih kecil dari
aliran laminer. Jadi, dengan memberi dimple pada bola (menambahkan
kekasaran/roughness) memang akan meningkatkan skin friction drag, tetapi
pengurangan/reduksi terhadap pressure drag nya jauh lebih besar, sehingga drag totalnya
lebih kecil.
2.2.2 Lift
Gaya angkat adalah komponen resultan gaya fluida tegak lurus terhadap aliran
fluida. Besarnya gaya angkat untuk mengangkat benda dengan bidang angkat umumnya
didefinisikan sebagai:
Bidang angkat adalah bentuk-bentuk yang mampu manghasilkan daya angkat seperti :
layang-layang, aerofoil, hidrofoil, baling-baling atau kipas. Dari persamaan 2.15 maka persamaan koefisien gaya angkat adalah :
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 8/20
Gejala tentang gaya angkat diawali dari mekanika fluida klasik, yang kemukakan oleh
Newton tahun 1672 dan di teliti oleh Magnus tahun 1853 dan menghasilkan efek Magnus
yaitu : munculnya gaya angkat pada aliran fluida tidak bergesekan sekitar sebuah silinder
akibat diberikan vortek bebas atau sirkulasi.
2.3 Computational Fluid Dynamics (CFD)
CFD merupakan teknik komputasi yang telah banyak digunakan untuk
memnyelesaikan permasalahan fluida di bidang engineering yang melibatkan aliran
fluida, perpindahan panas dan fenomena terkait seperti reaksi kimia. Melalui pendekatan
metode volum hingga dengan berbagai persamaan-persamaan yang mengaturnya, CFDtelah banyak dikembangkan sebagai tool yang handal. Banyak Software yang telah
berkembang hingga saat ini, mulai dari Fluent hingga EFD LAB 8 dengan berbagai
macam aplikasi yang berbeda. Walaupun begitu, pada dasarnya CFD terdiri dari 3 modul:
• Preprocessor Modul untuk pendefinisian properties maupun geometri model dengan
boundary conditionnya hingga ke dalam penentuan mesh-nya.
• Solver Solver merupakan modul untuk memecahkan permasalahan yang telah
didefinisikan oleh Preprocessor. Terdapat 3 macam teknik solusi numeric : beda
hingga (finite difference), elemen hingga (finite element) dan metode spectral.
• Postprocessor Merupakan visualisasi hasil dari solusi yang diberikan solver, baik
dengan grafik maupun gradasi warna. Nilai-nilai numeric diolah agar pengguna dapat
dengan mudah membaca dan menganalisis hasil-hasil perhitungan CFD
Keunggulan teknik analisis dibandingkan dengan pendekatan eksperimen dalam sebuah
desain system fluida yaitu :
1. Penghematan waktu dan biaya untuk menganalisa desain baru
2. Kemampuan studi system yang tidak mampu dikontrol dengan eksperimen
(misal system yang sangat luas)
3. Kemampuan studi system dalam kondisi berbahaya pada dan di luar batas
kinerja normal (seperti pada studi keselamatan dan scenario kecelakaan)
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 9/20
4. Bisa mendapatkan detil hasil yang lebih banyak secara praktis
BAB III PEMBAHASAN
3.1 Geometri Model
Dalam simulasi ini model yang dipakai yaitu bola golf dengan diameter 42.3 mm
dengan 2 dimple yang berbeda yaitu 0.25 mm dan 0.35 mm. Pada gambar 5. tidak terlihat
perbedaan diantara kedua bola, namun hasil simulasi yang didapat akan berbeda. Bola
golf dianggap sedang berada pada titik puncak parabola sehingga kecepatan grafitasi
tegak lurus terhadap kecepatan bola. Simulasi akan dilakukan dengan kecepatan udara
yang diberikan pada sumbu x dan bola berputar tehadap sumbu z. Bola golf diam tidak
bergerak searah sumbu x, tapi hanya berputar terhadap sumbu z. jadi intinya yang
bergerak disini adalah udara saja
Gambar 3.1 Bola golf dengan dimple a) 0.25 mm, b) 0.35 mm
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 10/20
Gambar 3.2 Posisi bola golf
3.2 Prosedur Penerapan
3.2.1 Parameter Aliran
Data tentang properties udara pada suhu 30oC,
kerapatan(ρ) : 1.165 kg/m3
viskositas dinamik(μ) : 1.86 x 10-5 N.s/m2
viskositas kinematik(v) : 1.6 x 10-5 m2/s
Parameter-parameter yang berubah pada simulasi ini ada 3 yaitu,
1. Kedalaman dimple : 0.25 mm dan 0.35 mm
2. Reynold number : 10000, 60000, 100000 dan 150000
3. Keadaan bola : diam dan berputar 3500 rpm
Dari ketiga kombinasi tersebut akan didapat 16 data, yang setiap datanya
diperoleh hasil nilai untuk koefisien drag dan koefisien liftnya. Simulasi ini tidak
menggunakan kecepatan namun bilangan reynold dikarenakan data yang ingin
dibandingkan dalam bentuk bilangan reynold juga, namun pada pemasukan kecepatan
pada solidwork menggunakan rumus dibawah ini :
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 11/20
Tabel 3 Kasus simulasi
3.2.2 Computational Domain
Computational domain yang digunakan dalam analisa bola golf ini yaitu 600 mm
x 400 mm x 400 mm pada sumbu x, y, dan z. Bola diletakkan di 200 mm pada sumbu x
dan ditengah-tengah sumbu y dan z. Computational domain dibelakang bola diperpanjang
agar didapat daerah yang tidak terganggu oleh olakan yang terjadi sehingga kita dapat
memperoleh hasil yang lebih akurat.
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 12/20
Gambar 3.3 Computational domain
3.2.3 Goal dan Equation Goal
Tujuan dari simulasi ini adalah untuk mengetahui hubungan antara koefisien drag (CD)
dan koefisien lift (CL) terhadap bilangan reynold. Untuk memperoleh nilai CD
dibutuhkan nilai gaya yang searah dengan aliran udara (sumbu x) dan untuk memperoleh
nilai CL dibutuhkan nilai gaya yang tegak lurus dengan aliran udara (sumbu y). Nilai
gaya pada sumbu x dan sumbu y tersebut bisa didapat dengan menggunakan global
goal.Untuk mencari CD dan CL menggunakan rumus dibawah ini pada equation goal.
3.2.4 Meshing
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 13/20
Manual mesh (70x50x50) . Automatic mesh 3
Automatic mesh . Manual mesh (70x50x50) dan initial local mesh 5
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 14/20
Gambar 3.4 Jenis meshing
Pengujian meshing dilakukan beberapa kali dengan menggunakan Automatic
mesh, Manual mesh dan Initial local mesh. Yang perlu diperhatian pada meshing ini
adalah geometri model yang perlu dianalisa. Pada permukaan bola golf terdiri dari
banyak dimple yang mempunyai ukuran kedalaman yang cukup kecil apalagi jarak antara
dimple sangat kecil sehingga kemungkinan terdapat kesalahan pada mesh yang dihasilkan
sehingga diperlukan system meshing yang cukup kecil dan rapat agar perhitungan di
dimple tersebut akan lebih akurat.
Namun semakin kecil dan rapat mesh, maka waktu running juga semakin lama.
Oleh karena itu kita perlu mempertimbangkan kedua hal tersebut, hasil yang akurat dan
waktu running. Dari hasil yang didapat kita tarik kesimpulan bahwa meshing dengan
Manual mesh (70x50x50) dan initial local mesh 5 menghasilkan nilai dan aliran yang
cukup akurat, dan waktu runningnya tidak lama karena dengan manual mesh kita dapat
memberikan mesh sesuai keinginan kita dan dengan initial local mesh kita bisa
merapatkan mesh pada permukaan tertentu yaitu pada dimple-dimple.
Tabel 4.1 Hasil Simulasi
Grafik 3.1 Hubungan reynold number dengan koefisien drag
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 15/20
Grafik 3.2 Hubungan reynold number dengan koefisien lift
4.2 Data Bola Golf
Tujuan penelitian yang dilakukan adalah untuk menentukan bentuk bola golf yang
dapat menghasilkan karakteristik aerodinamika yang berbeda dan kemudian
menggunnakan parameter bentuk tersebut untuk simulasi pada lintasan terbang bola golf.
Gambar I dan 2 menunjukkan geometri dan batasan dari bola golf. Permukaannya terdiri
dari ratusan dimple dengan ukuran dan kedalaman yang berbeda. Kombinasi dari dimple
ini membuat proses grid yang dihasilkan cukup rumit dan memakan waktu running yang
cukup lama. Kemungkinan 2 dimple saling terkait dengan yang lainnya sehingga terdapat
kesalahan pada grid yang dihasilkan. Oleh karena itu tahap ini sangat membutuhkan
ketelitian yang sangat tinggi
Gambar 4.1 Meshing
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 16/20
Diameter bola golf yang digunakan yaitu 42.6 mm dengan ukuran domain 600 mm x 400
mm x 400 mm pada sumbu x, y, dan z. Cheng meneliti 7 keadaan seperti yang terlihat
pada table 1.
Tabel 4.2 Parameter kasusHasil penelitian dapat dilihat dari grafik pada gambar 13 dan 14. Dia menyimpulkan
bahwa semakin besar reynold yang diberikan maska semakain kecil cd yang dihasilkan,
semakin dalam suatu dimple maka, semakin rendah cd yang dihasilkan, mayoritas cl
menurun ketika reynold membesar namun dapat dilihat keunikan pada cl pada dimple
berbeda. Sebelum melewati reynold 40000, cl menurun jika kedalaman dimple
membesar, namun hal ini terbalik pada waktu setelah reynold 40000. Ini dimungkinkan
karena kedalaman dimple mempengaruhi pelepasan lapisan batas pada bola golf pada
waktu kecepatan tinggi
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 17/20
Grafik 4.3 Drag coefficient Grafik 4.4 Lift coefficient
Gambar 4.2 Flow Trajectory
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 18/20
4.3 Analisa
4.3.1 Analisa dimple
Jika dilihat dari perbedaaan jenis dimple, maka dimple dengan kedalaman 0.35
mm memiliki nila CD dan CL yang lebih tinggi daripada dimple dengan kedalaman 0.25mm, hal ini dikarenakan separasi aliran yang terjadi pada bola golf dimple 0.35 mm lebih
jauh terlepas sehingga olakan yang terjadi lebih kecil. Namun semakin besar nilai
bilangan reynold, maka semakin kecil nilai CD dan CL yang diperoleh, hal ini
dikarenakan kecepatan aliran yang meningkat mengakibatkan efektifitas kinerja dimple
berkurang sehingga aliran separasi terlepas lebih cepat. CD dan CL keduanya sangat
tergantung pada kekasaran permukaan.
Dalam bilangan reynold tertentu, kenaikan nilai kekasaran permukaan dapat
menurunkan koefisien drag. Dengan cara yang sama, kenaikan dalam kekasaran
permukaan dapat meningkatkan koefisien lift karena kekasaran permukaan membantu
menyeret lebih banyak fluida di sekitar bola yang akan meningkatkan sirkulasi untuk
suatu kecepatan angular yang diberikan. Boundary layer memiliki peranan yang sangat
penting pada bola golf yang berinteraksi dengan fluida. Kekasaran permukaan memiliki
efek pada boundary layer yang dapat mempengaruhi karakteristik lift dan drag dari bola.
Pada bola golf, dimple-dimple yang terdapat pada permukaannya dapat
menimbulkan kekasaran permukaan efektif pada bola ketika sedang bergerak sehingga
dapat mengurangi drag dengan menunda terjadinya separasi aliran pada boundary layer.
4.3.2 Analisa kecepatan putaran
Dari hasil yang didapat dapat disimpulkan bahwa bola golf yang berputar dapat
meningkatkan koefisien drag dan koefisien lift, ini diakibatkan oleh efek magnus yang
terjadi pada bola golf sehingga dapat meningkatkan koefiien lift 2 kalinya dibandingkan
dengan bola diam. Namun koefisien drag yang dihasilkan tidak meningkat tajam hanya
sekitar 0.01-0.02 pada bilangan reynold 40000 keatas. Pada bilangan reynold 10000,koefisien drag meningkat tajam tapi diimbangi juga dengan meningkatnya koefisien lift.
Sehingga bola akan menempuh jarak terbang lebih jauh karena nilai perbandingan
nilai drag dan lift sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai pada bola diam. Pada
bilangan reynold yang semakin tinggi maka nilai CD dan CL akan semakin rapat dan
memiliki selisih yang semakin kecil, ini dikarenakan kecepatan yang tinggi
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 19/20
mempengaruhi kondisi aerodinamika bola golf, oleh karena itu biasanya golf dipukul
dengan kecepatan antara 40000-150000 dengan putaran yang tertentu pula. Pada hasil
yang diperoleh dapat dinyatakan bahwa permainan golf dapat dilakukan secara optimal
jika dimainkan menggunakan bola dimple 0.25 dengan reynold number 60000 dan
putaran 3500 rpm Karena memiliki selisih paling kecil antara CD dan CL.
4.4 Validasi
Grafik 4.5 Perbandingan drag coefficient Grafik 4.6 Perbandingan Lift coefficient
Jika dilihat secara keseluruhan pada koefisien drag dan koefisien lift yang
dihasilkan hampir sama mengalami penurunan terhadap peningkatan bilangan reynold.
Namun jika dilihat lebih detail, drag koefisien yang kami dapat rata-rata lebih besar, hal
ini mungkin dikarenakan oleh sistem meshing yang tidak sama. Hal ini dapat
menghasilkan nilai yang jauh berbeda, karena semakin besar sistem meshing maka
dimple-dimple pada bola golf berukuran kecil tersebut tidak dapat terhitung.
BAB 5 KESIMPULAN
Dari simulasi yang dilakukan terhadap model bola golf dapat disimpulkan bahwa :
1. Hasil simulasi sangat tergantung kepada jenis mesh yang dipilih, semakin rapat
maka perhitungan akan semakin teliti.
2. Nilai koefisien drag dan koefisien lift semakin meningkat sebanding dengan
meningkatnya bilangan reynold.
5/12/2018 Makalah Fisika - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/makalah-fisika-55a35d433fa2e 20/20
3. Jenis kedalaman dimple yang berbeda sangat mempengaruhi nilai CD dan CL,
walaupun perbedaannya sekitar 0.1 mm.
4. Bola golf yang berputar dapat meningkatkan CL hingga 2 kalinya jika
dibandingkan dengan bola diam karena adanya efek magnus
5. Bola golf yang kasar dan berotasi akan bergerak lebih jauh daripada bola yang
mulus karena dragnya lebih sedikit dan lift lebih besar
6. Permainan golf dapat dilakukan secara optimal jika dimainkan menggunakan bola
dimple 0.25 dengan reynold number 60000 dan putaran 3500 rpm Karena
mempunyai nilai CL lebih besar dari data lainnya dan memiliki selisih paling
kecil antara CD dan CL.
DAFTAR PUSTAKA
Chang Hsien Tai, Chih Yeh Chao, Jik Chang Leong, Qing Shan Hong. 2006. Effects of
Golf Ball Dimple Configuration on Aerodynamics, Trajectory, and Acoustics
Munson, et.al. 2002. Fundamentals of Fluid Mechanics.John Wiley & Sons.
www.tempointeraktif.com
www.golfjoy.com
www.wings.avkids.com
Created by Hendri Rosas . Last Modification: Friday 29 of May, 2009 13:43:24 WIT by
Hendri Rosas .