Bilangan Strouhal dalam Mekanika Fluida - Panduan Komprehensif

Memahami Bilangan Strouhal dalam Mekanika Fluida

Angka Strouhal (jalan) adalah angka tanpa dimensi yang menggambarkan mekanisme aliran bergetar. Dinamai setelah Vincenc Strouhal, angka Strouhal sangat penting dalam studi dinamika fluida, khususnya dalam fenomena seperti pengeluaran pusaran, penukar panas, dan desain bilah turbin. Angka Strouhal diberikan oleh rumus:

Di sini, f adalah frekuensi karakteristik dari osilasi, L adalah panjang karakteristik (seperti diameter silinder), dan V adalah kecepatan aliran. Bilangan Strouhal yang dihasilkan tidak bermuatan satuan dan memberikan wawasan tentang sifat aliran dan karakteristik osilatoriannya.

Memecah Formula

• fIni adalah frekuensi pelepasan vortex atau osilasi yang diukur dalam hertz (Hz atau 1/dt).
• LPanjang karakteristik ini biasanya diukur dalam meter (m).
• VKecepatan aliran diukur dalam meter per detik (m/s).

Contoh Perhitungan

Pertimbangkan sebuah silinder dengan diameter L = 0,05 meter dalam aliran fluida dengan V = 2 m/dtk, dan frekuensi pengelupasan vortex, f = 10 Hz:

• f = 10 Hz
• L = 0,05 m
• V = 2 m/s

Bilangan Strouhal dihitung sebagai:

Angka Strouhal 0,25 menunjukkan dinamika aliran osilasi, yang umum terjadi pada struktur silindris yang terkena aliran fluida.

Aplikasi Dunia Nyata

Angka Strouhal sangat berguna dalam teknik dan ilmu lingkungan. Misalnya, rotor helikopter, sayap pesawat, dan insinyur jembatan harus mempertimbangkan angka Strouhal untuk menghindari efek resonansi yang bisa menyebabkan kegagalan struktural. Demikian pula, hewan akuatik seperti ikan dan lumba lumba telah berevolusi untuk mempertahankan angka Strouhal yang optimal untuk propulsi yang efisien.

FAQ

Kesimpulan

Bilangan Strouhal adalah aspek fundamental dari mekanika fluida yang secara signifikan mempengaruhi desain dan analisis berbagai sistem rekayasa yang terpapar aliran fluida. Memahami penggunaannya dan implikasinya dapat membantu menciptakan desain yang lebih efisien dan aman.