ccitonline.com

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.

Selamat siang Prof. DAI dan teman-teman sekalian.

Semoga Prof. DAI dan teman-teman selalu diberikan kesehatan, kelancaran, dan keberkahan dalam setiap aktivitas serta proses pembelajaran.

Perkenalkan, saya Nayla Nurul Salma, mahasiswa Teknik Perkapalan Angkatan 2024 dengan NPM 2406413060. Pada kesempatan ini saya ingin menyampaikan progress report lanjutan dari proyek optimasi yang sedang saya kerjakan pada mata kuliah Metode Numerik menggunakan pendekatan framework DAI5.

Topik proyek yang saya angkat adalah:

“Optimasi Sistem Pendinginan Berbasis Material Alami (Eco-Insulation) untuk Penyimpanan Ikan pada Kapal Nelayan.”

Pada tahap sebelumnya, saya telah mengembangkan model dasar perpindahan panas dan mulai memahami hubungan antara ketebalan insulasi terhadap kenaikan temperatur pada box penyimpanan ikan. Pada tahap ini, saya mencoba memperdalam analisis numerik dengan mulai melakukan simulasi sederhana serta membandingkan beberapa material alami yang berpotensi digunakan sebagai insulasi.

Dalam proses pembelajaran ini, saya mulai memahami bahwa metode numerik tidak hanya digunakan untuk menyelesaikan persamaan matematis, tetapi juga membantu engineer dalam memprediksi perilaku suatu sistem sebelum sistem tersebut benar-benar dibuat atau diterapkan di lapangan.

---

Deep Awareness of I

Pada tahap ini, saya mulai menyadari bahwa permasalahan utama nelayan tradisional bukan hanya keterbatasan pendinginan, tetapi juga keterbatasan akses terhadap teknologi yang murah, sederhana, dan berkelanjutan.

Sebagian besar sistem pendinginan modern memerlukan biaya yang cukup besar, baik dari sisi material maupun kebutuhan energi. Oleh karena itu, saya mulai memahami bahwa solusi yang terlalu kompleks justru mungkin sulit diterapkan oleh nelayan kecil.

Dari sini saya menyadari bahwa sebagai seorang engineer, solusi yang baik bukan hanya solusi yang optimal secara teori, tetapi juga harus realistis, mudah diaplikasikan, dan benar-benar memberikan manfaat bagi masyarakat.

---

Intention

Pada tahap intention, saya mulai memfokuskan tujuan proyek secara lebih jelas, yaitu:

• menjaga temperatur penyimpanan ikan agar tetap rendah lebih lama,
• mengurangi laju perpindahan panas dari lingkungan luar,
• menggunakan material alami yang murah dan mudah diperoleh,
• serta mempertimbangkan aspek sustainability dan keterjangkauan bagi nelayan tradisional.

Selain itu, saya juga mulai menetapkan bahwa hasil optimasi tidak hanya dilihat dari performa thermal saja, tetapi juga dari efisiensi biaya dan kemungkinan implementasinya di kondisi nyata.

---

Initial Thinking dan Pengembangan Model

Pada tahap ini, saya mulai mengembangkan simulasi heat transfer menggunakan pendekatan transient heat conduction sederhana.

Sistem penyimpanan dimodelkan sebagai box tertutup dengan temperatur lingkungan konstan. Panas dari luar akan masuk melalui dinding insulasi dan menyebabkan temperatur di dalam box meningkat secara bertahap terhadap waktu.

Persamaan dasar yang digunakan adalah:

$Q = \frac{kA(T_{luar}-T_{dalam})}{x}$

Kemudian hubungan perubahan temperatur terhadap waktu dimodelkan dengan:

$\frac{dT}{dt}=\frac{kA(T_{luar}-T)}{xmc}$

Dimana:

• $k$ = konduktivitas termal material,
• $x$ = ketebalan insulasi,
• $A$ = luas permukaan,
• $m$ = massa sistem,
• $c$ = kalor jenis.

Dari model ini, saya mulai memahami bahwa kenaikan temperatur tidak terjadi secara langsung, tetapi berubah secara bertahap terhadap waktu, sehingga pendekatan numerik diperlukan untuk melakukan simulasi.

---

Perbandingan Material Alami

Pada tahap ini saya mulai melakukan studi awal terhadap beberapa material alami yang berpotensi digunakan sebagai insulasi, seperti:

• serat kelapa,
• sekam padi,
• dan serbuk kayu.

Saya mulai memahami bahwa setiap material memiliki nilai konduktivitas termal yang berbeda, sehingga kemampuan menahan perpindahan panas juga berbeda.

Sebagai contoh:

• material dengan nilai $k$k kecil → perpindahan panas lebih lambat,
• tetapi beberapa material memiliki ketebalan dan massa yang lebih besar sehingga mempengaruhi desain box penyimpanan.

Dari sini saya mulai melihat adanya trade-off tambahan antara:

• performa thermal,
• biaya material,
• berat sistem,
• dan kemudahan implementasi.

---

Idealization

Pada tahap idealization, saya mulai menyederhanakan sistem menjadi model numerik yang lebih mudah dianalisis.

Saya menggunakan beberapa asumsi:

• temperatur lingkungan dianggap konstan,
• perpindahan panas dominan terjadi secara konduksi,
• distribusi temperatur di dalam box dianggap seragam,
• dan pengaruh radiasi diabaikan untuk tahap awal.

Saya memahami bahwa penyederhanaan ini penting agar simulasi awal dapat dilakukan dengan lebih fokus dan sistematis sebelum nantinya dikembangkan ke model yang lebih kompleks.

---

Instruction Set dan Implementasi Numerik

Pada tahap instruction set, saya mulai mengimplementasikan simulasi numerik sederhana menggunakan metode Euler.

Persamaan diferensial diselesaikan dengan bentuk:

$T_{n+1}=T_n+\Delta t\left(\frac{kA(T_{luar}-T_n)}{xmc}\right)$

Melalui metode ini, saya mulai melakukan iterasi temperatur terhadap waktu untuk beberapa variasi:

• ketebalan insulasi,
• jenis material,
• dan kondisi temperatur lingkungan.

Saya juga mulai membuat simulasi awal menggunakan Excel untuk melihat pola hubungan antara:

• waktu penyimpanan,
• ketebalan insulasi,
• dan kenaikan temperatur ikan.

Dari simulasi awal, saya mulai melihat bahwa peningkatan ketebalan insulasi memang mampu memperlambat kenaikan temperatur, namun setelah titik tertentu peningkatan performa mulai mengecil sementara biaya material terus meningkat.

Hal ini membuat saya mulai memahami pentingnya proses optimasi dalam engineering, yaitu mencari kondisi yang paling seimbang dan realistis, bukan sekadar nilai terbesar atau terkecil.

---

Refleksi Pembelajaran

Melalui proses ini, saya merasa framework DAI5 sangat membantu saya dalam membangun pola pikir engineering yang lebih runtut dan reflektif.

Saya mulai memahami bahwa metode numerik bukan hanya alat hitung, tetapi juga alat untuk memahami perilaku sistem secara bertahap melalui proses iterasi dan simulasi.

Selain itu, saya juga mulai memahami bahwa solusi engineering yang baik harus mempertimbangkan:

• aspek teknis,
• kondisi ekonomi,
• keberlanjutan lingkungan,
• dan manfaat sosial bagi masyarakat.

---

Rencana Selanjutnya

Untuk tahap berikutnya, saya berencana:

• melanjutkan simulasi numerik untuk beberapa kombinasi material,
• mulai melakukan optimasi ketebalan insulasi,
• membandingkan performa thermal dan biaya,
• membuat grafik hasil simulasi,
• serta mulai melakukan validasi sederhana terhadap data referensi heat transfer.

Saya juga ingin memperdalam referensi mengenai material insulasi alami dan penerapannya pada sistem pendinginan sederhana agar hasil proyek ini menjadi lebih realistis dan memungkinkan untuk diterapkan pada kapal nelayan tradisional.

Sekian progress report dari saya.

Wassalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Hormat saya,

Nayla Nurul Salma
NPM 2406413060