Created by: Zakaa Aidan Ahmad – 2306225041
Perpindahan panas merupakan fenomena yang terjadi setiap waktu. Hal tersebut terjadi karena adanya perbedaan tingkat energi, dalam hal ini temperatur. Nilai dan arah dari proses heat transfer sendiri dapat bergantung pada beberapa aspek, yang mana harus kita pertimbangkan dalam perhitungan analisisnya
Proses analisis heat transfer dapat dilakukan menggunakan bantuan komputer. Kelebihan dari proses visualisasi menggunakan AI tersebut ialah tingkat akurasi pada hasil dan efisiensi proses yang optimal. Salah satu perangkat yang dapat kita gunakan ialah CFDSOF. Sementara itu, sebelum membuka CFDSOF, kita perlu memperhatikan 33 kriteria dalam kerangka berpikir DAI5 sebagai berikut:
Consciousness of Purpose
Fokus pada tujuan utama kita dalam melakukan analisis heat transfer. Ini akan membantu kita dalam menentukan langkah terbaiknya
Self Awareness
Sebagai analyzer, kita mesti tahu karakter yang ada dalam diri kita sendiri. Hal tersebut bertujuan untuk menselaraskan sifat kita dengan maksud dan tujuan dari analisisnya
Ethical Consideration
Etika dan etiket dalam mensimulasikan heat transfer juga perlu diperhatikan demi keharmonisan proses analisis
Integration of CCIT (Cara Cepat Ingat Tuhan)
Tuhan merupakan pencipta segala hal yang ada di alam semesta, termasuk diri kita sendiri. Sebagai wujud terima kasih, kita harus menyadari tuhan itu selalu ada dalam setiap aktivitas kita sehari-hari
Critical Reflection
Bayangkan apa yang kita simulasikan adalah cermin. Kita dapat merefleksikan apa yang ada dalam diri kita pada objek analisisnya karena apa yang kita kerjakan tidak dapat berbohong terkait siapa sosok dibalik karyanya
Clarity of Intention
Untuk mememperoleh hasil maksimal, kita harus memiliki niat dan keinginan kita untuk melakukan analisis heat transfer
Alignment of Objectives
Selain adanya keinginan, setiap tujuan yang ingin kita capai dalam mensimulasikan perpindahan panas mesti tersusun rapih. Dalam kata lain, tujuan-tujuan tersebut harus disusun sedemikian rupa sehingga menjadi landasan untuk langkah-langkah penyelesaian masalah yang kita inginkan
Relevance on Intention
Sebelum menjalankan prosedur, kita mesti dapat mengetahui, apakah yang akan kita lakukan sesuai dengan apa yang dibutuhkan? Kita harus mengutamakan fungsi daripada gengsi
Sustainability Focus
Proyek yang kita jalankan memiliki dampak terhadap lingkungan sekitar, baik bersifat mayor maupun minor. Kita harus dapat memperkirakan seberapa berpengaruh dampak tersebut ke lingkungan sekitar kita? Serta dampaknya positif atau negatif?
Focus on Quality
Kita mengambil data sebanyak mungkin untuk meningkatkan akurasi hasil analisisnya. Kita juga membagi area pengamatan menjadi beberapa sel dengan jumlah besar. Kedua hal tersebut berhubungan dengan kuantitas. Namun, sebesar apapun kuantitas yang kita miliki sama saja nihil jika kualitasnya buruk. Maka, optimasi dari kualitas juga perlu kita perhatikan
Problem Understanding
Kita harus memahami betul tentang masalah apa yang memimpin kita dalam menganalisis heat transfer. Jika pemahaman kita tentang masalahnya sudah optimal, kita dapat mencapai tujuan dengan lebih baik
Stakeholder Awareness
Stakeholder dalam hal ini merupakan aspek-aspek yang terdapat pada proses analisis. Pada konteks heat transfer yang telah diujikan kali ini, kita mengatur karakteristik stakeholder sebagai batang logam dengan karakteristik berikut:
- Panjang batang: 1 meter
- Tinggi batang: 1 meter
- Ketebalan batang: 0,5 meter
- Material: baja nirkarat (konduktivitas 16,2 W/mK)
Contextual Analysis
Konteks yang diungkapkan dalam analisis kali ini ialah visualisasi perpindahan panas akibat adanya perbedaan temperatur, sehingga keseluruhan proses analisisnya mengacu pada bagaimana stakeholder tersebut bertindak ketika diberi energi
Root Cause Analisis
Sebelum memulai analisis, pertama-tama kita harus dapat mengetahui akar permasalahannya, yang menyebabkan terjadinya proses eksperimen. Dalam konteks ini pemberian energi pada range tertentu yang berbeda menjadi akar untuk memvisualisasikan permasalahan
Relevance of Analysis
Sebelum mengaplikasikan suatu metode analisis, kita mesti tahu apakah cara tersebut merupakan yang terbaik untuk memvisualisasikan bagian yang kita tinjau, atau ada cara alternatif selain itu
Use of Data and Analysis
Kita perlu menggunakan beberapa data agar visualisasi dapat menghasilkan output sesuai yang kita inginkan. Semakin banyak data yang kita gunakan, tingkat kepresisiannya pun akan meningkat
Assumption Clarity
Penggunakan asumsi dalam ilmu keteknikan tidak sepenuhnya disalahkan. Terkadang kita perlu menggunakan beberapa asumsi untuk menjalankan suatu proses – karena terdapat hal yang tidak dapat divisualisasikan secara langsung – selama tidak mengganggu proses analisis. Dalam eksperimen kali ini, salah satu asumsi yang dapat kita gunakan ialah massa batang logam yang seragam, sehingga konduktivitas di setiap bagiannya bernilai sama persis
Creativity and Innovation
Terkadang terdapat beberapa hal yang tidak bisa kita jalani secara normal dalam proses analisis. Sehingga dibutuhkan kreativitas dari penganalisis untuk dapat menentukan metode alternatif sebaik mungkin
Physical Realism
Analisis ini didasarkan pada fenomena fisik yang terjadi akibat adanya perbedaan temperatur dan menyebabkan terinisiasikannya heat transfer. Sehingga, setiap prosedur dalam analisis harus didasari pada implementasi terhadap aspek fisikal
Alignment with Intention
Setiap prosedur dalam analisis heat transfer kali ini mesti sesuai dengan niat awal dan tujuan yang telah kita cetuskan, agar output yang dikeluarkannya pun sesuai yang diharapkan
Scalability and Adaptability
Hasil analisis harus dapat berlaku secara general, atau dalam kata lain tetap relevan jika diaplikasikan ke beberapa kondisi lingkungan yang berbeda. Jika tidak semua, minimal output tersebut memiliki tingkat relevansi yang cukup tinggi
Simplicity and Elegance
Tidak ada gunanya jika kita telah menganalisis secara panjang lebar namun hasilnya nihil. Sebaiknya analisis yang kita lakukan bersifat singkat, padat dan jelas, kita cukup menganalisis secara garis besar namun yang memiliki makna luas dalam konteksnya
Clarity of Steps
Langkah-langkah dalam prosedur analisis yang kita lakukan mesti tertera dengan jelas dan sistematis. Jika terdapat kesalahan kecil dalam metode analisis dapat memicu kegagalan secara signifikan
Comprehensiveness
Setelah komputer memberikan output, kita harus memastikan bahwa apa yang dihasilkan mencakup setiap tujuan yang kita camkan secara menyeluruh atau ada yang mesti diperbaiki lebih lanjut
Physical Interpretation
Hasil analisis merupakan solusi yang kita terapkan untuk permasalahan dalam dunia nyata. Sehingga, solusi tersebut harus bisa diimplementasikan secara langsung sesuai dengan tujuan apa yang ingin kita capai di dunia dalam analisis kita
Error Minimalization
Output yang baik ialah yang memiliki tingkat kecacatan rendah. Oleh karena itu, nilai kesalahannya harus dikurangi seminimal mungkin untuk meningkatkan akurasinya. Salah satunya menggunakan program Python dengan bantuan ChatGPT dengan kode berikut:
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.optimize import curve_fit
# Load the CSV file with the correct delimiter
file_path = "position_data.csv" # Update with actual file path
df = pd.read_csv(file_path, delimiter=",")
# Rename columns for clarity
df.rename(columns={df.columns[0]: "X"}, inplace=True)
# Drop the first row if it's a header-like row
df = df.drop(index=0).reset_index(drop=True)
# Convert all columns to numeric values
df = df.apply(pd.to_numeric)
# Define a quadratic function for curve fitting
def quadratic(x, a, b, c):
return a * x**2 + b * x + c
# Extract X values
X = df["X"].values
# Iterate over each Y series and fit a curve
plt.figure(figsize=(10, 6))
for column in df.columns[1:]: # Skip the X column
Y = df[column].values
params, _ = curve_fit(quadratic, X, Y)
# Generate fitted values
X_fit = np.linspace(min(X), max(X), 100)
Y_fit = quadratic(X_fit, *params)
# Plot data and fitted curve
plt.scatter(X, Y, label=f"{column} Data", alpha=0.6)
plt.plot(X_fit, Y_fit, label=f"{column} Fit")
plt.xlabel("Posisi x (m)")
plt.ylabel("Temperatur (K)")
plt.legend()
plt.title("Curve Fitting Distribusi Temperatur Dari Setiap Posisi Sumbu Y")
plt.show()Verification and Validation
Kita harus memastikan apa yang dihasilkan valid sebelum mempublisnya ke muka umum, terutama jika kita menggunakannya sebagai karya ilmiah. Untuk itu, kita dapat meminta bantuan pemeriksaan kepada pakar dalam bidang konversi energi, atau AI seperti ChatGPT atau DeepSeek
Iterative Approach
Untuk menghasilkan tingkat kepresisian tinggi, kita mesti mengiterasikan proses analisis sebanyak mungkin. Dalam eksperimen kali ini, hasil perpindahan panas diiterasikan sebanyak 600 kali
Sustainability Integration
Output yang dihasilkan harus kita perhitungkan seberapa besar dampaknya terhadap lingkungan sekitar kita? Serta apakah tingkat relevansinya akan selalu tinggi dalam berbagai kondisi, atau akan menurun seiring berjalannya waktu?
Communication Effectiveness
Setiap orang yang melihat hasil analisis kita memiliki pandangan yang berbeda-beda. Maka dari itu, kita harus dapat menghasilkan sebuah karya yang dapat dipahami dengan mudah oleh setiap orang yang memiliki impak dalam proses publikasi karya kita
Alignment with DAI5 Framework
Seperti hal-hal yang telah dijelaskan sebelumnya, DAI5 merupakan dasar dalam melakukan setiap proyek visualisasi metode numerik. Maka dari itu, kita harus selalu mengimplementasikan deep awareness of I, intention, initial thinking, idealization and instruction set
Documentation Quality
Terakhir, hasil dari simulasi perpindahan panas 2 dimensi tersebut dapat divisualisasikan dalam bentuk grafik sebagai berikut:
Temperature Distribution with Curve Fitting
Dan energi tersebut didistribusikan dalam bidang 2 dimensi sebagai berikut:
