Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan karunia-Nya saya masih diberikan kesehatan dan kesempatan untuk terus belajar serta memahami penerapan metode numerik dalam menyelesaikan permasalahan engineering.
Selamat sore Prof. DAI dan teman-teman sekalian. Pada kesempatan kali ini saya ingin menyampaikan progres pembelajaran dan simulasi yang saya kerjakan mengenai analisis distribusi temperatur 2D pada sebuah penampang menggunakan software CFDSOF.
Pada pengerjaan simulasi ini, saya mencoba menggunakan pendekatan berpikir DAI5 agar proses yang dilakukan tidak hanya sebatas menjalankan software, tetapi juga memahami alasan fisika dan konsep numerik di balik setiap langkah simulasi yang dilakukan.
1. Deep Awareness of “I”
Sebelum memulai simulasi, saya mencoba menyadari bahwa metode numerik pada dasarnya merupakan cara manusia mempelajari pola dan keteraturan hukum alam melalui pendekatan matematika. Dari situ saya memahami bahwa simulasi komputer bukan sekadar menghasilkan gambar atau grafik, tetapi merupakan representasi dari fenomena fisik yang sebenarnya terjadi di alam.
Kesadaran ini membuat saya lebih berhati-hati dalam menentukan parameter simulasi dan memahami arti dari setiap hasil yang diperoleh.
2. Intention (Niat)
Tujuan utama dari simulasi ini adalah mempelajari bagaimana temperatur menyebar pada suatu bidang 2D akibat adanya perbedaan suhu pada tiap sisi domain. Selain itu, saya juga ingin memahami bagaimana metode numerik menyelesaikan distribusi temperatur secara bertahap hingga mencapai kondisi steady-state.
3. Initial Thinking (Pemikiran Awal)
Secara teori perpindahan panas, energi termal akan bergerak dari daerah bersuhu tinggi menuju daerah bersuhu lebih rendah sampai tercapai keseimbangan temperatur. Karena kasus yang dianalisis berupa perpindahan panas konduksi pada benda padat, maka parameter seperti tekanan dan aliran fluida tidak dimasukkan dalam simulasi.
Fokus utama simulasi ini hanya berada pada distribusi temperatur di dalam domain penampang.
4. Idealization (Idealisasi)
Agar kasus dapat diselesaikan menggunakan pendekatan numerik, saya melakukan beberapa penyederhanaan model serta menentukan kondisi batas (boundary condition) pada setiap sisi domain.
Beberapa asumsi dan pengaturan yang digunakan antara lain:
- Simulasi dilakukan dalam kondisi steady-state.
- Material dianggap homogen dan memiliki konduktivitas termal konstan.
- Persamaan momentum dan tekanan dinonaktifkan sehingga hanya persamaan energi yang dihitung.
Boundary condition yang digunakan yaitu:
- Sisi kiri dan kanan diberi temperatur tetap sebesar 273 K.
- Sisi bawah dijadikan sumber panas utama dengan temperatur 373 K.
- Sisi atas diberikan temperatur 353 K.
- Bagian tengah domain menggunakan conducting wall dengan konduktivitas termal sebesar 16,2 W/m.K.
Dengan idealisasi tersebut, proses perpindahan panas dapat diamati lebih sederhana tanpa dipengaruhi variabel lain yang lebih kompleks.
5. Instruction Set (Eksekusi Simulasi)
Setelah model selesai dibuat, langkah berikutnya adalah menjalankan simulasi pada CFDSOF.
Pada tahap awal, saya membuat grid komputasi dengan jumlah mesh 12 × 12 agar proses perhitungan tetap ringan namun masih mampu menunjukkan pola distribusi temperatur.
Solver kemudian dijalankan hingga mendekati 1000 iterasi. Selama proses iterasi berlangsung, saya memperhatikan grafik residual untuk memastikan solusi bergerak menuju kondisi konvergen. Setelah beberapa ratus iterasi, grafik residual mulai stabil dan perubahan nilai temperatur menjadi semakin kecil.
Dari hasil post-processing terlihat bahwa distribusi temperatur membentuk gradasi yang cukup jelas. Temperatur tertinggi berada di sisi bawah domain sebagai sumber panas utama, kemudian panas merambat menuju bagian atas dan samping penampang.
Warna kontur menunjukkan perubahan temperatur secara bertahap dari merah di area panas menuju biru pada sisi yang memiliki temperatur lebih rendah.
Untuk melihat distribusi temperatur lebih detail, saya juga melakukan plot temperatur pada salah satu garis horizontal domain. Dari grafik tersebut terlihat perubahan temperatur berlangsung cukup halus tanpa lonjakan ekstrem, yang menandakan proses konduksi berjalan stabil sesuai teori dasar heat transfer.
Melalui simulasi ini saya mulai memahami bahwa metode numerik sebenarnya merupakan pendekatan yang sangat membantu dalam memvisualisasikan fenomena fisika yang sulit diamati secara langsung. Selain itu, saya juga menyadari pentingnya memahami konsep dasar sebelum menggunakan software simulasi, karena hasil CFD tidak hanya bergantung pada software, tetapi juga pada pemahaman pengguna terhadap kondisi fisik yang dimodelkan.
Mungkin itu saja progres simulasi yang dapat saya sampaikan pada minggu ini. Mohon maaf apabila masih terdapat kekurangan dalam proses analisis maupun penyampaian materi.
Terima kasih Prof. DAI dan teman-teman sekalian.
Link Video Youtube : https://youtu.be/ufciHbHeVWI
Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
