Electronic Theses and Dissertation

Turbin vortex merupakan salah satu teknologi energi terbarukan yang mampu beroperasi pada
kondisi low head dan debit rendah, sehingga memiliki potensi besar untuk dikembangkan di wilayah
Indonesia yang memiliki banyak sumber aliran air berenergi rendah. Penelitian ini bertujuan untuk
menganalisis kinerja turbin vortex dengan variasi jumlah tingkat rotor menggunakan metode
Computational Fluid Dynamics (CFD). Metode penelitian dilakukan melalui simulasi numerik
menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent dengan pendekatan Reynolds-Averaged Navier-Stokes
(RANS). Variasi yang dikaji meliputi jarak antar tingkat rotor sebesar 200 mm, 300 mm, dan 400 mm
dalam konfigurasi dua tingkat rotor. Parameter yang dianalisis meliputi distribusi kecepatan aliran,
distribusi tekanan, torsi, daya, serta efisiensi turbin. Proses simulasi meliputi pembuatan geometri
menggunakan Autodesk Fusion 360, proses meshing, penentuan boundary condition, serta tahap
iterasi hingga mencapai kondisi konvergen. Hasil simulasi menunjukkan bahwa variasi jarak antar
tingkat rotor memberikan pengaruh signifikan terhadap karakteristik aliran vortex dan performa
turbin. Perubahan jarak rotor memengaruhi distribusi tekanan dan kecepatan aliran, yang secara
langsung berdampak pada nilai torsi dan daya yang dihasilkan. Konfigurasi tertentu menghasilkan
aliran yang lebih stabil dan efisien dibandingkan variasi lainnya. Dengan demikian, optimasi jumlah
dan jarak tingkat rotor menjadi faktor penting dalam meningkatkan efisiensi turbin vortex. Penelitian
ini diharapkan dapat menjadi referensi dalam pengembangan desain turbin vortex yang lebih optimal
dan berkelanjutan.

Vortex turbines are a type of renewable energy technology capable of operating under low-head and low-flow conditions, giving them great potential for development in regions of Indonesia that have numerous low-head water flow sources. This study aims to analyze the performance of vortex turbines with varying numbers of rotor stages using Computational Fluid Dynamics (CFD) methods. The research method involved numerical simulation using ANSYS Fluent software with the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) approach. The variations studied included rotor stage spacing of 200 mm, 300 mm, and 400 mm in a two-stage rotor configuration. The parameters analyzed include flow velocity distribution, pressure distribution, torque, power, and turbine efficiency. The simulation process involved creating the geometry using Autodesk Fusion 360, the meshing process, determining boundary conditions, and the iteration stage until convergence was achieved. The simulation results show that variations in the distance between rotor stages have a significant effect on vortex flow characteristics and turbine performance. Changes in rotor spacing affect pressure distribution and flow velocity, which directly impact the generated torque and power values. Certain configurations produce more stable and efficient flow compared to other variations. Thus, optimizing the number and spacing of rotor stages is a critical factor in improving vortex turbine efficiency. This research is expected to serve as a reference for the development of more optimal and sustainable vortex turbine designs.