Pertemuan pekan ke-3 mata kuliah Metode Numerik belajar mengenai penerapan Metode
Numerik dalam perpindahan panas pada batang 1 dimensi menggunakan software CFDSOF. Pertemuan
kali ini saya menerapkan framework DAI5 untuk memudahkan saya selama proses pembelajaran:
- Deep Awareness of I, saya menyadari bahwa belajar metode numerik bukan sekadar mencari
solusi teknis, tetapi juga bagian dari perjalanan intelektual yang bertanggung jawab. - Intention, tujuan saya mempelajari ini adalah memahami perbedaan Solusi analitik, numerik
dan eksperimental dalam perpindahan panas. Selain itu saya meniatkan untukkemajuan
teknologi yang bermanfaat bagi manusia. - Initial Thinking, pemahaman saya tentang masalah perpindahan panas 1 dimensi yang
disimulasikan. Panjang batang = 1 meter, dan tingginya 1 inch. Kemudian menentukan
bagian atas dan bawah batang dianggap isolator atau tidak dapat mengalirkan panas. Yang
akan dihitung adalah bagian tengah batang dengan temperature kiri 373 derajat celcius dan
temperature kanan patang 303 derajat celcius. Kemudian Pak Dai juga memberikan
persamaan konduksi panas satu dimensi dalam keadaan steady-state:
- Idealization, menentukan asusmi dan pendekatan numerik.Mesh/grid yang saya gunakan
tidak terlalu banyak agar mudah dipahami dan tidak perangkat yang saya gunakan dapat
mengeksekusi secara optimal, material seluruh batang bersifat homogen. - Instruction set, pada Langkah terakhir ini saya melakukan eksekusi software dengan
memasukkan dimensi batang, kondisi batas batang kanan, kiri, atas dan bawah, dan yang
terakhir menjalankan simulasi.
Setelah menjalankan simulasi, saya melakukan perubahan pada model dengan menambahkan
mesh/grid di bagian bawah batang. Awalnya, bagian ini merupakan isolator, tetapi kemudian diubah
menjadi sumber panas dengan suhu 573 derajat celcius, yang lebih tinggi dibandingkan suhu di bagian
kanan dan kiri batang.
Perubahan ini menghasilkan perbedaan dalam distribusi suhu dibandingkan dengan simulasi
sebelumnya. Dengan adanya input panas di bagian bawah, aliran panas dalam batang menjadi lebih
kompleks, mempengaruhi pola perpindahan panas secara keseluruhan. Analisis perbedaan hasil antara
kedua simulasi ini membantu saya memahami bagaimana perubahan kondisi batas mempengaruhi
distribusi suhu dalam sistem.
Berikut adalah dokumentasi dari hasil simulasi saya, yang kiri adalah simulasi pertama dengan
batang bagian atas dan bawah bersifat isolator, kanan merupakan gambar hasil simulasi dengan adanya
suatu mesh/grid yang memancarkan energi panas sebesar 573 derajat celcius.
Setelah menjalankan simulasi, saya melakukan perubahan pada model dengan menambahkan mesh/grid di bagian bawah batang. Awalnya, bagian ini merupakan isolator, tetapi kemudian diubah menjadi sumber panas dengan suhu 573 derajat celcius, yang lebih tinggi dibandingkan suhu di bagian kanan dan kiri batang. Perubahan ini menghasilkan perbedaan dalam distribusi suhu dibandingkan dengan simulasi sebelumnya. Dengan adanya input panas di bagian bawah, aliran panas dalam batang menjadi lebih kompleks, mempengaruhi pola perpindahan panas secara keseluruhan. Analisis perbedaan hasil antara kedua simulasi ini membantu saya memahami bagaimana perubahan kondisi batas mempengaruhi distribusi suhu dalam sistem.
Berikut adalah dokumentasi dari hasil simulasi saya, yang kiri adalah simulasi pertama dengan batang bagian atas dan bawah bersifat isolator, kanan merupakan gambar hasil simulasi dengan adanya suatu mesh/grid yang memancarkan energi panas sebesar 573 derajat celcius.
Saya telah memperoleh hasil visualisasi kontur perpindahan panas pada batang dan mengekspor datanya dalam format .csv. Selanjutnya, saya menggunakan bantuan AI ChatGPT untuk melakukan curve fitting. Saya meminta ChatGPT untuk menghasilkan output dalam bentuk berkas .html. Setelah menerima berkas tersebut, saya mengunduhnya dan membukanya di browser. Berkas .html ini berisi skrip JavaScript yang, ketika dibuka di browser, secara otomatis menampilkan grafik sesuai dengan instruksi dalam programnya.
Dari hasil simulasi menggunakan metode numerik dalam perpindahan panas pada batang 1 dimensi dengan framework DAI5, dapat disimpulkan bahwa perubahan kondisi batas, khususnya dengan menambahkan sumber panas pada bagian bawah batang, memberikan dampak signifikan terhadap distribusi suhu. Pada simulasi awal, kondisi batas yang bersifat isolator menghasilkan pola perpindahan panas yang lebih sederhana, sedangkan pada simulasi kedua, dengan adanya input panas sebesar 573°C, distribusi suhu menjadi lebih kompleks.
Selain itu, proses analisis data hasil simulasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan curve fitting untuk mendapatkan representasi matematis dari distribusi suhu. Dengan bantuan AI ChatGPT, dilakukan curve fitting pada data hasil simulasi, yang kemudian divisualisasikan dalam bentuk grafik interaktif berbasis HTML dan JavaScript. Hal ini memungkinkan interpretasi yang lebih intuitif terhadap pola perpindahan panas dan membantu dalam validasi hasil simulasi numerik.
Perubahan kondisi batas yang signifikan ini menunjukkan bahwa kondisi batas memiliki peran krusial dalam analisis perpindahan panas, dan pemodelan yang tepat dapat membantu memahami fenomena termal dengan lebih akurat. Selain itu, penerapan metode numerik yang didukung dengan analisis data berbasis AI dapat meningkatkan efisiensi dalam eksplorasi dan pemahaman perilaku termal sistem, serta memberikan solusi yang lebih mendekati kondisi sebenarnya dalam simulasi teknik.
