Silabus 10 sesi (masing-masing 1,5 jam) untuk kursus “Optimasi Sudut Blade Turbin Kaplan untuk Peningkatan Efisiensi Hidrodinamika dengan ANSYS Fluent”.

Silabus Kursus

Optimasi Sudut Blade Turbin Kaplan untuk Peningkatan Efisiensi Hidrodinamika
Durasi: 10 sesi × 1,5 jam (total 15 jam)

Sesi 1 – Pengenalan Turbin Kaplan & CFD

• Konsep dasar turbin Kaplan dan aplikasinya pada PLTA

• Prinsip kerja dan parameter desain utama (sudut blade, debit, head, efisiensi)

• Pengenalan CFD & ANSYS Fluent sebagai alat simulasi

• Studi kasus: optimasi sudut blade dalam literatur

Sesi 2 – Teori Aliran Fluida & Hidrodinamika Turbin

• Persamaan dasar: kontinuitas, momentum, energi (Navier–Stokes)

• Konsep head, cavitation, dan efisiensi hidrodinamika

• Pola aliran dalam runner Kaplan

• Diskusi: faktor desain vs operasional

Sesi 3 – Geometri & Pemodelan Blade Turbin Kaplan

• Dasar geometri blade Kaplan (hub, shroud, runner)

• Membuat/mengimpor model 3D turbin (SolidWorks/ANSYS DesignModeler)

• Parameterisasi sudut blade untuk optimasi

• Hands-on: setup model runner sederhana

Sesi 4 – Meshing & Kualitas Mesh

• Structured vs unstructured mesh

• Local refinement pada area blade dan tip clearance

• Inflation layer untuk menangkap boundary layer

• Hands-on: membuat mesh dengan ANSYS Meshing

Sesi 5 – Setup Simulasi di ANSYS Fluent

• Pemilihan solver (pressure-based, steady-state)

• Model turbulensi (k-ε, k-ω SST untuk turbomachinery)

• Boundary conditions (inlet, outlet, wall, periodic)

• Initial & operating conditions

Sesi 6 – Validasi Awal Simulasi

• Running baseline simulasi pada sudut blade default

• Monitoring residuals & kriteria konvergensi

• Validasi hasil dengan data literatur atau analitik

• Diskusi kesalahan umum dalam setup

Sesi 7 – Post-Processing & Analisis Efisiensi

• Visualisasi kontur tekanan, kecepatan, streamlines

• Perhitungan torsi, daya poros, dan efisiensi hidrodinamika

• Identifikasi daerah kerugian energi (losses)

• Hands-on: laporan hasil baseline simulasi

Sesi 8 – Optimasi Sudut Blade

• Pendekatan manual vs automated optimization (DesignXplorer)

• Menentukan rentang variasi sudut blade

• Running batch simulation untuk tiap variasi

• Hands-on: membandingkan performa tiap sudut blade

Sesi 9 – Analisis Hasil Optimasi

• Evaluasi efisiensi vs sudut blade

• Trade-off: efisiensi maksimum vs kestabilan operasi

• Identifikasi sudut optimum untuk kondisi tertentu

• Diskusi: potensi penelitian lanjutan

Sesi 10 – Presentasi & Final Project

• Penyusunan laporan teknis hasil simulasi

• Presentasi hasil optimasi tiap peserta/kelompok

• Diskusi tantangan dalam riset CFD turbin Kaplan

• Refleksi: aplikasi nyata pada desain PLTA

Hasil Belajar

Setelah mengikuti kursus, peserta mampu:

1. Memahami dasar teori turbin Kaplan dan peran sudut blade.

2. Menguasai workflow ANSYS Fluent dari geometri → mesh → setup → simulasi → analisis.

3. Melakukan optimasi sudut blade dengan pendekatan numerik.

4. Menginterpretasi hasil CFD untuk pengambilan keputusan desain.

5. Menyusun laporan teknis berbasis hasil simulasi.