Imulasi Dinamika Partikel pada Proses Deposisi Partikel

Abstract

RINGKASAN Simulasi Dinamika Partikel pada Proses Deposisi Partikel; Triningsih, 061810101086; 2010: 28 halaman; Jurusan Matematika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Di sekitar kita banyak sekali kegiatan yang menggunakan benda berwujud bahan butiran. Bahan-bahan butiran ini biasa disebut sebagai partikel. Penuangan gula pasir, penumpukan pasir atau batu, pengayakan pasir, dan penyimpanan bulir padi merupakan contoh dinamika partikel. Pada dinamika partikel dilibatkan beberapa gaya, antara lain gaya gesek, gaya normal, dan gaya gravitasi. Hasan (2003) telah menerapkan model stick and slip contact untuk mensimulasikan salah satu dinamika partikel, yaitu deposisi partikel. Dalam kajian tersebut partikel yang digunakan berbentuk lingkaran dan ukurannya homogen. Namun, dalam kehidupan nyata jarang ditemukan partikel yang ukurannya homogen. Oleh karena itu, untuk mensimulasikan dinamika partikel dalam skripsi ini akan digunakan partikel berbentuk lingkaran dengan ukuran heterogen. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui dinamika partikel selama proses deposisi partikel berbentuk lingkaran dengan ukuran heterogen dan mengetahui struktur akhir dari sistem ketika partikel telah dalam keadaan stabil. Penelitian dilakukan dalam tiga tahapan, yaitu menentukan kriteria tumbukan antar partikel, kemudian memodifikasi program simulasi dinamika partikel berbentuk lingkaran dengan ukuran homogen (Hasan, 2003), selanjutnya program yang telah dimodifikasi dijalankan untuk melakukan proses simulasi. Hasil dari program tersebut kemudian dianalisis untuk mengetahui struktur akhir dari partikel-partikel yang membentuk gundukan stabil. Dari hasil yang diperoleh dari satu kali simulasi dapat diamati bahwa partikel-partikel yang dijatuhkan terlebih dahulu menumbuk medium secara langsung. Partikel-partikel selanjutnya jatuh di atasnya, kemudian jatuh menumbuk medium atau tetap berada di atas partikel lain. Partikel-partikel ini kemudian saling bertumpukan. Partikel yang dijatuhkan berikutnya menggeser partikel yang di bawahnya ke bawah. Semakin lama partikel-partikel ini membentuk suatu gundukan yang menyerupai bentuk segitiga dan beberapa partikel yang dijatuhkan kemudian tidak menggeser ke bawah, melainkan langsung turun melalui tepi gundukan dan melongsorkan tepi-tepi gundukan hingga partikel terakhir dijatuhkan dan membentuk gundukan yang stabil. Dari bentuk gundukan yang dihasilkan dari satu kali simulasi dapat diamati bahwa terdapat rongga-rongga pada gundukan yang disebabkan oleh kemampuan partikel-partikel mempertahankan keadaannya karena adanya gaya-gaya yang terjadi pada partikel-partikel tersebut. Gundukan yang dihasilkan oleh partikel yang berukuran heterogen sedikit lebih landai daripada gundukan yang dihasilkan oleh partikel yang berukuran homogen. Semakin besar koefisien gesek semakin besar pula kemiringan gundukan, namun semakin besar koefisien restitusi semakin landai gundukan yang terbentuk.