Persamaan-Persamaan Konservasi

Persamaan konservasi adalah persamaan yang menjadi dasar dalam simulasi fluida yang akan kita uji. Dalam membuat model CFD diperlukan definisi dari model itu sendiri, apakah model tersebut memepertimbangkan faktor reaksi kimia, mass transfer, heat transfer atau hanya berupa aliran fluida non kompressible dan laminar.

Definisi dari model sebenarnya adalah memilih persamaan mana yang akan diaktifkan dalam suatu proses CFD. Banyak sekali persamaan yang digunakan dalam konsep CFD secara umum karena semua persamaan tersebut merupakan pendekatan dari karakteristik fluida yang akan mendekatkannya pada kondisi real.

Betapa sulitnya ketika kita membayangkan bagaimana Tuhan mengatur fenomena-fenomena yang lebih kompleks di muka bumi ini karena untuk suatu karakter aliran fluida tertentu saja bisa melibatkan berbagai macam persamaan-persamaan konservasi dan membutuhkan hardware komputer yang canggih untuk bisa menghitungnya.

berikut ini salah satu contoh persamaan-persamaan dasar yang terlibat dalam suatu aliran laminar tanpa melibatkan perpindahan kalor maupun spesies.

1. Persamaan Konservasi Massa

Persamaan konservasi massa atau persamaan kontinuitas yang digunakan dalam CFD adalah:

Persamaan konservasi massa

Persamaan diatas merupakan persamaan umum dari konservasi massa dan valid untuk setiap aliran compressible dan incompressible.

2. Persamaan Konservasi Momentum

Persamaan konservasi momentum adalah persamaan yang mendefinisikan gerakan fluida ketika terjadi gaya-gaya pada partikel-partikelnya pada setiap elemen fluida yang didefiniskan di dalam model CFD. Untuk lebih  jelasnya lihat gambar di bawah ini:

Gaya-gaya yang terjadi dalam arah x pada suatu elemen fluida

Persamaan konservasi momentum

Persamaan diatas adalah persamaan diferensial umum dari gerakan fluida. Kenyataannya persamaan tersebut dapat diaplikasikan untuk setiap continuum (solid atau fluid) ketika bergerak ataupun diam.