Vortex Induced Vibration on Pipeline

Ketika sebuah aliran arus melewati sebuah struktur (pipa), maka akan terbentuk vortex pada bagian belakang pipa seperti pada Gambar. Vortex ini timbul disebabkan oleh adanya tubulensi serta ketidak-stabilan aliran di belakang pipa. Pembentukan vortex (vortex shadding) dapat menyebabkan perubahan tekanan hidrodinamika secara periodik dan bergantian pada bagian belakang pipa sehingga dapat mengakibatkan bervibrasinya bentang bebas pada pipa apabila bentang bebas tersebut memiliki frekuensi natural struktur yang nilainya mendekati nilai frekuensi vortex tersebut. Fenomena bervibrasinya bentang bebas pada pipa tersebut disebut dengan vibrasi terinduksi vortex (Vortex Induced Vibration (VIV)).

Ilustrasi pembentukan vortex pada pipa

Frekuensi vortex shedding yang terjadi umumnya tergantung pada diameter pipa serta kecepatan aliran yang melalui pipa. Apabila frekuensi vortex shadding yang terjadi memiliki nilai yang mendekati atau sama dengan frekuensi natural bentang bebas pada pipa, maka akan terjadi resonansi pada bentang bebasa tersebut yang dapat menyebabkan kegagalan pada struktur pipa dengan pola keruntuhan leleh (yielding) dan pola keruntuhan kelelahan (fatigue).

Osilasi akibat resonansi yang terjadi pada bentang bebas pipa umumnya terjadi dalam dua arah, yaitu dalam arah tegak lurus aliran (cross-flow) dan searah dengan aliran (in-line). 

Sumber : Tawekal, Ricky Lukman (2012), Catatan Kuliah KL 4221 Bangunan Lepas Pantai II, ITB