Simulasi Dinamika Fluida Dam Break 2D Menggunakan Metoda Beda Hingga Skema Forward Time Backward Scheme (FTBS)

Abstract

Dam break merupakan salah satu simulasi dasar dalam komputasi dinamika fluida yang sering digunakan sebagai benchmark. Penelitian ini bertujuan membuat simulasi dam break 2D menggunakan metoda beda hingga skema Forward Time Backward Scheme (FTBS) yang tervalidasi oleh solusi analitis dan hasil dari penelitian sebelumnya. Pada penelitian ini, dibuat solusi numerik untuk persamaan Shallow Water (SWE) atau Saint-Venant yang didasarkan pada kekekalan massa dan momentum yang diturunkan dari persamaan Navier-Stokes. Kode simulasi  numerik dibuat menggunakan metoda beda hingga yang merupakan metoda paling umum dan paling sederhana untuk pemodelan dam break. Skema numerik yang digunakan adalah Forward Time Backward Scheme (FTBS). Pada tahap awal, dibuat simulasi dam break 1D yang hasilnya divalidasi dengan solusi analitik. Dari hasil analisis data, diperoleh nilai RSME yang relatif kecil, yaitu 0,0076. Selanjutnya, code tersebut dikembangkan untuk membuat simulasi dam break 2D yang hasilnya dibandingkan dengan penelitian sebelumnya. Hasil  perbandingan secara kualitatif dan kuantitatif menunjukkan bahwa code simulasi 2D yang dibangun dengan FTBS dapat merepresentasikan fenomena dam break dengan cukup memuaskan.