Selamat siang Pak DAI dan kawan-kawan, kali ini saya akan membahas mengenai analisis heat transfer pada batang 1 dimensi dengan metode numerik yang dilakukan menggunakan CFDSOF. Pada blog kali ini, saya akan membahas langkah-langkah yang saya lakukan untuk melakukan simulasi analisis heat transfer yang terjadi pada batang di soal. Soal yang diberikan adalah sebagai berikut :
DAI5
Untuk memulai analisis ini, kita akan menganalisa keadaan awal dengan menggunakan DAI5. Nantinya kita dapat menentukan langkah-langkah yang dapat kita lakukan untuk melakukan analisis ini.
- Deep Awareness of “I”
- Kita menyadari bahwa perpindahan panas adalah salah satu keesaan Allah Swt.
- Hal ini berguna dalam banyak hal di kehidupan sehari-hari, misalnya seperti dalam industri manufaktur, otomotif, dan energi.
- Intention
- Tujuan utama dari simulasi ini adalah:
- Menganalisis distribusi suhu dalam batang 1 dimensi menggunakan CFDSOF.
- Mengevaluasi bagaimana konduksi panas terjadi dalam batang dan bagaimana kondisi batas memengaruhi perpindahan panas.
- Membuat Curve Fitting dari hasil simulasi CFDSOF
- Initial Thinking
4. Idealization
Untuk menyederhanakan masalah dan memastikan simulasi realistis, kita membuat asumsi berikut:
1. Asumsi Geometri & Kondisi Fisik
- Batang memiliki panjang LLL tetap dan luas penampang seragam.
- Perpindahan panas hanya terjadi dalam satu dimensi (x-direction).
- Tidak ada perpindahan panas secara konveksi atau radiasi (hanya konduksi murni).
2. Asumsi Material
- Material batang bersifat homogen dan isotropik (konduktivitas termal konstan).
- Tidak ada perubahan fasa atau reaksi kimia dalam batang.
5. Instruction Set
- Alokasi Memori
- Persiapan Model
- Menentukan Kondisi Sempadan
- Simulasi dan penyelesaian Numerik
- Analisis hasil dan curve fitting data
Simulasi
Pertemuan kali ini membahas mengenai simulasi heat transfer dengan menggunakan pemodelan matematika yang diselesaikan dengan menggunakan CFDSOF. Kondisi awal pada benda yang mengalami heat transfer ini adalah memiliki sumber panas sebesar 100℃ pada bagian kiri benda dan 30℃ pada bagian kanan benda. Dalam teori heat transfer, panas akan mengalir dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat yang bersuhu rendah. Dengan ini, kita dapat membuktikan apakah hal tersebut benar atau tidak dengan simulasi ini.
Langkah pertama dalam simulasi adalah mengalokasikan memori untuk program ini, dan mempersiapkan grid pada simulasi. Sebelum mengatur grid, domain akan diatur terlebih dahulu. Domain pada simulasi nantinya akan diatur panjang, lebar, dan tingginya sesuai dengan benda yang akan diuji. Setelah dibuat, grid akan diatur untuk menentukan wall, bagian hampa, dan sumber panas. Nanti, hasilnya akan seperti pada gambar di atas.
Langkah selanjutnya yaitu mengatur cell pada bagian W3 dan W4 dengan suhu panas masing-masing 100℃ dan 30℃. Setelah iterasi nantinya akan terdapat grafik dari hasilnya. Kemudian, dengan melihat kontur dari hasil akan terlihat seperti berikut:
Curve Fitting
Pada curve fitting, data yang ada akan berbentuk CSV, nantinya data ini akan diolah untuk membuat kurva dari data yang ada. Untuk melakukan ini, saya melakukannya dengan bantuan AI. AI akan memberikan code dari plot grafik dari hasil simulasi yang dilakukan. Hasil dari plot grafik yang dibuat menjadi code HTML dan Javascript dapat dilihat sebagai berikut
Visualisasi Curve Fitting Heat Transfer
Persamaan dari grafik adalah T(x)=0.0044x^2−77.3373x+371.6664 . Jadi, pada saat ini, grafik tersebut merupakan hasil akhir yang merepresentasikan perpindahan panas sesuai dengan posisi dalam batang.
Anda juga dapat melihat pembahasan lebih lanjut dalam video saya di youtube, berikut videonya
Kesimpulan
Dari pengerjaan simulasi ini saya menjadi semakin mengerti mengenai DAI5 dan bagaimana AI atau Software dapat membantu dalam mengerjakan penghitungan metode numerik. Menggunakan DAI5, peran software dan AI dapat dilihat pada I ke 4 dan ke 5. Pada I ke-4 yaitu idealization AI dan software dapat membantu pembuatan asumsi dan pengerjaan sehingga dapat lebih mudah. Terkadang dalam aplikasi terdapat nilai default yang disesuaikan dengan kondisi pada umumnya. Sementara pada instruction set, software dan AI dapat digunakan penyelesaian dan penghitungan secara iterasi untuk penyelesaiannya.
