ccitonline.com

MESIN!!

Salam sejahtera untuk kita semua. Pada blog ini saya ingin menulis sedikit tentang penyelesaian masalah dengan simulasi CFD dan Framework DAI5. Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah simulasi aliran fluida( cairan dan gas ) yang dilakukan dengan menggunakan metode numerik  (persamaan matematika) dan perangkat lunak. CFDSOF adalah software khusus yang digunakan untuk melakukan simulasi CFD. Proses simulasi CFD meliputi 3 tahap :
1. Preprocessing = persipaan simulasi benda kerja seperti geometri,dll.
2. Solver = simulasi berlangsung dengan memakai persamaan matematika untuk memperlihatkan aliran fluida. 
3. Post – processing = analisis visual aliran, pembuatn grafik dan ekstraksi data.

Dengan menggunakan CFD dan Framework DAI5, saya ingin menyelesaikan permasalahan Penyebaran Panas Oven dan Kaitannya dengan Waktu Memanggang. 
1. Deep Awarenees (of) I
Kita harus menyadari bahwa segala sesuatu yang terjadi di hidup kita adalah pemberian Tuhan. Pengetahuan yang kita peroleh pun adalah berkat Yang Maha Kuasa. Kita harus senantiasa bersyukur atas kesempatan untuk mempelajari, merasakan dan menyelesaiakan masalah yang diberikan Tuhan. Dalam segala hal yang kita lakukan, kita harus mengingat bahwa Tuhan adalah sumber segala ilmu dan solusi. 

2. Intention (niat)
Saya memiliki keinginan untuk mengetahui apakah distribusi panas dalam oven memengaruhi waktu memanggang, sehingga dapat memasak dengan lebih efisien. 

3. Initial Thinking 
Dalam oven terdapat beberapa aspek yang perlu diperhatikan : 

• Sumber panas
• Distribusi panas dalam oven
• Faktor lain yang memengaruhi proses memanggang seperti suhu, jenis makanan, dan posisi makanan. 

Dalam beberapa kasus distribusi panas yang tidak merata dalam oven dapat menyebabkan bagian tertentu dari makanan matang lebih cepat atau lebih lambat, sehingga memengaruhi waktu memanggang secara keseluruhan. 

4.Idealization
Dengan melakukan simulasi CFD saya dapat memodelkan oven sebagai ruang 3D dengan elemen pemanas di bagian bawah dan atas. Saya  juga mengasumsikan bahwa makanan ditempatkan di tengah oven. Model CFD untuk oven dapat dibuat dengan asumsi-asumsi berikut:

• Oven dianggap sebagai ruang tertutup dengan dinding yang terbuat dari material tertentu (misalnya, baja tahan karat).
• Sumber panas dianggap sebagai elemen pemanas dengan suhu tertentu.
• Aliran udara dalam oven dianggap sebagai aliran turbulen karena adanya kipas sirkulasi.
• Makanan dianggap sebagai objek dengan sifat termal tertentu (misalnya, kapasitas panas dan konduktivitas termal).
  

5. Instruction Set
   a) Preprocessing:
   – Buat geometri oven dan makanan.
   – Impor ke CFDSOF, buat mesh, dan tetapkan kondisi batas (suhu, material, aliran udara).
   
   b) Solver :
   – Pilih model ( aliran turbulen & perpindahan panas)
   – Atur parameetr simulasi dan jalankan simulasi hingga konvergen
   
   c) Post – processing
   – Visualisasikan distribusi suhu dan aliran udara.
   – Analisis waktu memanggang berdasarkan suhu.
   
   Simulasi tersebut dapat menghasilkan persamaan perpindahan panas  : 

• Persamaan konduksi panas

• Persamaan konveksi panas 

Kesimpulan : Distribusi panas dan waktu memanggang dapat diprediksi untuk optimisasi oven.

Simulasi Heat Conduction pada Pelat Rata 2D dengan CFDSOF

Saya melakukan simulasi perpindahan panas 2D di plat rata dengan bantuan CFDSOF untuk menganalisis distribusi suhu yang terjadi dan ingin memvisualisasikannya. Berikut videonya: 

Simulasi Heat Conduction ini adalah bagian dari usaha untuk memahami fenomena yang terjadi disekitar. Saya berharap kelak dapat mengaplikasikan ilmu ini untuk permasalahan atau fenomena lainnya. Perpindahan panas terjadi secara konduksi dan konveksi. 

Persamaan yang digunakan dalam simulasi ini adalah persamaan difusi panas 2D : 

Namun karena saya mengasumsikan W3 (373K) sebagai sumber panas, maka persamaan difusi panas 2D menjadi : 

Saya juga menganalisis dengan metode curve fitting, yaitu menggambarkan hubungan antara temperature dengan posisi (cell). Posisi yang saya ambil adalah arah J posisi 10. 

1. Tabel Numerik

Persamaan hasil curve fitting yang didapat :

2. Coding File HTML

file:///C:/Users/angel/Downloads/Metnum%202d.html 

3. Coding Javascript

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Temperature Visualization</title>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/chart.js"></script>
</head>
<body>
    <canvas id="myChart" width="400" height="200"></canvas>
    <script>
        const data = [
            { x: 0.0, y: 303.0 },
            { x: 0.1, y: 328.221 },
            { x: 0.2, y: 338.208 },
            { x: 0.3, y: 342.732 },
            { x: 0.4, y: 344.806 },
            { x: 0.5, y: 345.419 },
            { x: 0.6, y: 344.806 },
            { x: 0.7, y: 342.732 },
            { x: 0.8, y: 338.208 },
            { x: 0.9, y: 328.221 },
            { x: 1.0, y: 303.0 }
        ];

        const ctx = document.getElementById('myChart').getContext('2d');
        const myChart = new Chart(ctx, {
            type: 'line',
            data: {
                datasets: [{
                    label: 'Temperature vs Position',
                    data: data,
                    borderColor: 'rgba(75, 192, 192, 1)',
                    fill: false
                }]
            },
            options: {
                scales: {
                    x: {
                        type: 'linear',
                        position: 'bottom'
                    }
                }
            }
        });
    </script>
</body>
</html>