Coretan Seorang Pemimpi: Sejarah Mekanika Fluida

Monday, May 14, 2012

Sejarah Mekanika Fluida

Mekanika Fluida adalah suatu ilmu yang mempelajari prilaku Fluid baik dalam keadan diam ( Statik ) Maupun Gerak ( dinamik ) serta akibat interaksi dengan media

batas nya ( Zat padat atau fluida dengan V Lain ).seperti kebanyakan di siplin ilmu lain

nya, Mekanik fluida mempunyai sejarah panjang dalam pencapaian hasil-hasil pokok hingga menuju area modern seperti sekarang ini.

Pada masa prasejarah, kebudayaan-kebudayaan kuno sudah memiliki pengetahuan yang cukup untuk memecahkan persoalan-persoalan Aliran tertentu. Sebagi contoh perahu layar yang sudah di lengkapi dengan dayung dan system pengairan untuk pertanian sudah dikenal pada masa itu. Pada abad ketiga sebelum masehi , Archimedes dan hero dari iskandariah memperkenal kan Hukum Jajaran genjang untuk penjumlahan vector. Selanjutnya Archimedes pada tahun

( 285-212 SM ) merumuskan Hukum Apung dan mmenerapkan pada benda-benda terapung atau Melayang, dan juga memperkenalkan bentuk kalkulus Differensial sebagi bagian analisis

Nya.

Sejak pemulaan masehi, sampai jaman Renaissance terus menerus terjadi perbaikan

dalm rancangan system-sistem Aliran, Seperti Kapal , Saluran, dan Talang air.akan tetapi

tidak ada bukti-bukti Adanya perbaikan yang mendasar dalam analisis aliran .Akhir Nya

Leonardo da Vinci ( 1452-1519 ) menjabar kan persamaan kekekalan Masa dalam aliran tunak

Satu demensi, Leonardo da vinci Adalah ahli eksperimen ulung.dan catatan-catatanya berisi diskripsi

Yang seksama dengan gelombang, jet atau semburan, loncatan hidraulik, pembentuk pusaran , dan

rancangan-rancangan seretan rendah ( bergaris aliran ) serta seratan tinggi ( Parasut ).Galileo ( 1564-1642 ) memperkenal kan beberapa hukum tentang mekanik.seorang perancis, Edme Moriotte ( 1642-

1684 ) membangun terowongan angin yang pertama dan menguji model-model di dalam nya.

Soal-soal yang menyangkut momentum fluida akhirnya dapat di analisis setelah Isaac Newton ( 1642-1727 ) memperkenal kan hukum-hukum gerak dan hukum kekentalan untuk fluida linear yang sekarang di namakan fluida Newton.teori itu mula-mula didasarkan atas asumsi fluida ideal (sempurna ) dan Tampa gesekan, dan para matematikawan abab ke lapan belas seperti: Daniel Bernoelidan Leonhrad Euler ( Swiss ), Clairaut dan D’Alembert (Perancis), Joseph-LouisLagrange (1736-1813), Pierre-Simon Laplace (1749-1827), dan Gerstner (1756-1832), mengembangkan ilmu

matematika untuk mekanika fluida (Hidrodinamika), dan banyak menghasilkan penyelesaian-penyelesaian dari soal-soal aliran tanpa gesekan.Euler Mengembangkan persamaan gerak diverensial

dan bentuk integral nya.yang sekarang disebut persamaan bernoelli. D’Alembret memakai persamaan ini untuk menampilkan paradoksnya bahwa suatu benda yang terbenamdi dalam fluida tampa gesekan mempunyai seretan nol. sedangkan Gerstner memakai persamaan Bernoelli untuk menganalisis gelombang permukaan.

Hasil-hasil ini merupakan hal yang berlebihan, karena asumsi fluida sempurna dalam praktek hanya mempunyai penerapan yang sangat terbatas dan kebanyakan aliran di bidang teknik sangat dipengaruhi oleh efek kekentalan. Para ahli teknik mulai menolak teori yang sama sekali tidak realistik itu, dan mulai mengembangkan hidraulika yang bertumpu pada ekperimen. Ahli-ahli eksperimen seperti Pitot, Chezy, Borda, Bossut, Coulomb (1736-1806), Weber (1804-1891), Francis (1815-1892), Russel (1808-1882), Hagen (1797-1889), Frenchman Poiseuille (1799-1869), Frenchman Darcy (1803-1858), Manning (1816-1897), Bazin (1829-1917), dan Saxon Weisbach (1806-1871) banyak menghasilkan data tentang beraneka ragam aliran seperti saluran terbuka, hambatan kapal, aliran melalui pipa, gelombang, dan turbin.

Pada akhir abad kesembilan belas, hidraulika eksperimental dan

hidrodinamika teoritis mulai dipadukan. William Froude (1810-1879) dan putranya, Robert (1842-1924) mengembangkan hukum-hukum pengujian model, Lord Rayleigh (1842-1919) mengusulkan metode analisis dimensional, dan Osborne Reynolds (1842-1912) memperkenalkan bilangan Reynolds takberdimensi yang diambil dari namanya sendiri. Sementara itu, sejak Navier.

(1785-1836) dan Stokes (1819-1903) menambahkan suku-suku kental newton pada persamaan gerak dan dikenal dengan persamaan Navier-Stokes, belum dapat digunakan untuk aliran sembarang. Selanjutnya pada tahun 1904, setelah seorang insinyur Jerman, Ludwig Prandtl (1875-1953), menerbitkan makalah yang barangkali paling penting yang pernah ditulis orang di bidang mekanika fluida. Prandtl menunjukan bahwa aliran fluida yang kekentalannya rendah, seperti aliran air atau aliran udara, dapat dipilah menjadi suatu lapisan kental (lapisan batas) di dekat permukaan zat padat dan antar muka, dan lapisan luar yang hampir encer yang memenuhi persamaan Euler dan Bernoulli. Teori lapis batas ternyata merupakan salah satu alat yang paling penting dalam analisis-analisis aliran modern, disamping teori yang dikembangkan oleh Theodore von Karman (1881- 1963) dan Sir Geofrey I. Taylor (1886-1975).