Aliran air tegak lurus pipe span dapat membentuk

Aliran air tegak lurus pipe span dapat membentuk vortex di belakang pipa. Vortex muncul ini
disebabkan oleh turbulence dan ketidakstabilan dibelakang pipa. Vortex shedding dapat
menyebabkan perubahan tekanan hydrodinamik pada pipa secara berkala sehingga menyebabkan
munculnya getaran pada pipa.
Frekuensi dari vortex shedding bergantunpada diameter pipa dan kecepatan aliran. Jika frekuensi
vortex, yang dikenal juga sebagai frekuensi strouhal, berdekatan dengan frekuensi natural dari
pipa maka akan terjadi resonansi yang menyebabkan terjadinya getara. Telah banyak laporan
mengenai kerusakan pipa yang disebabkan oleh getaran yang disebabkan oleh vortex. Gambar
dibawah ini menunjukan ilustrasi vortex induced vibration.
Getaran pada pipa dapat terjadi pada arah cross-flow maupun pada arah in-line terhadap aliran.
Sejauh ini getaran lebih banyak terjadi pada arah cross-flow. Secara umum getaran akibat aliran
fluida pada arah in-line tidak memberikan getaran berarti pada pipa. Getaran akibat vortex dapat
dihindari jika frekuensi vortex shedding dan frekuensi natural pipa berjauhan. Berikut adalah
persamaan untuk menghitung frekuensi vortex shedding :
Berikut adalah ilustrasi vibrasi yang terjadi pada arah cross-flow dan inline-flow
Untuk keperluan praktis pada pipeline biasanya nilai strouhal digunakan 0.2.
Nilai frekuensi natural pada pipa bergantung pada kekakuan pipa, kondisi ujung pipa, panjang
span, dan added mass pipa. Besarnya added mass biasanya berkisar Antara 1 hingga 2 kali dari
massa air yang dipindahkan oleh pipa. Berikut adalah persamaan untuk menghitung natural
frekuensi pipa :
Sebagai contoh jika ujung pipa diasumsikan simply supporyed, nilai C adalah 1,57. Jika kedua
ujung diasumsikan sebagai jepit, nilai C digunakan sebesar 3.50. Dalam prakteknya sangat sulit
untuk menentukan kondisi ujung pipa secara tepat. Namun, dalam banyak kasus penggunaan
kondisi simply supported memberikan nilai yang lebih konservatif terhadap potensi terjadinya
getaran akibat adanya vortex pada pipa.
Studi lainya menunjukan bahwa adanya kaitan Antara getaran akibat vortex dengan Kecepatan
tereduksi. Berikut adalah formula untuk menghitung kecepatan tereduksi :
Studi ini menunjukan bahwa pipa akan mulai bergetar pada arah inline jika nilai reduced velocity
1,3. Dengan bertambahnya kecepatan aliran, getaran pada arah cross flow mulai terjadi, getaran
ini berkorespondensi dengan nilai reduced velocity sebesar 5.