Analisis Curve Fitting pada Simulasi Konduksi Panas 2D
Halo semuanya, perkenalkan nama saya Ananda Yusuf Praditya dengan NPM 2306247263 dari jurusan Teknik Mesin. Pada kesempatan ini, saya akan membahas tentang analisis curve fitting yang diterapkan pada data temperatur hasil simulasi konduksi panas dua dimensi. Fokus analisis ini adalah pada data temperatur di sepanjang sumbu Y, mulai dari J2 hingga J10 pada koordinat XY.
Dalam kajian konduksi panas, penting untuk memahami distribusi suhu dalam suatu material karena hal ini berhubungan langsung dengan fluks panas yang terjadi. Untuk menganalisis distribusi suhu, digunakan pendekatan curve fitting eksponensial untuk mendapatkan persamaan yang menggambarkan data simulasi. Setelah mendapatkan persamaan temperatur, kita dapat menggunakannya untuk menghitung fluks panas berdasarkan hukum Fourier, dan selanjutnya mengintegrasikan fluks panas tersebut untuk menentukan daya total yang dihasilkan dalam sistem.
Dalam analisis ini, kecerdasan buatan (AI) dimanfaatkan untuk mendukung proses curve fitting dan perhitungan simbolik, sehingga memperoleh solusi matematis dengan lebih cepat dan tepat. Data yang digunakan adalah hasil simulasi numerik yang sudah dilakukan sebelumnya.
Penerapan Curve Fitting pada Data Temperatur
Curve fitting dilakukan untuk menentukan persamaan yang paling sesuai dengan data simulasi. Dalam hal ini, digunakan pendekatan eksponensial dengan bentuk umum: (masukkan persamaan umum curve fitting di sini)
Setelah proses curve fitting dilakukan, didapatkan persamaan temperatur berikut: (masukkan hasil persamaan temperatur yang diperoleh di sini)
Perhitungan Fluks Panas dengan Hukum Fourier
Fluks panas q(x) dapat dihitung dengan menggunakan hukum Fourier, yang dinyatakan dengan persamaan: (masukkan rumus hukum Fourier di sini)
Dengan menurunkan persamaan temperatur yang telah diperoleh, didapatkan hasil sebagai berikut: (masukkan hasil turunan persamaan temperatur di sini)
Di mana k adalah konduktivitas termal material yang digunakan dalam simulasi.
Perhitungan Daya Total dalam Sistem
Daya dalam sistem dihitung dengan integral berikut: (masukkan rumus integral daya di sini)
Dengan asumsi bahwa luas area yang digunakan adalah 144 m², perhitungan daya menghasilkan nilai berikut: (masukkan hasil perhitungan daya di sini)
Untuk memahami distribusi daya dalam sistem, dilakukan pemetaan dengan memplot grafik P(x) terhadap X, yang menunjukkan bagaimana daya tersebar berdasarkan hasil curve fitting eksponensial.
Kesimpulan
Dari analisis ini, kita dapat melihat bagaimana curve fitting digunakan untuk memperoleh persamaan temperatur dari data simulasi. Dengan menghubungkannya dengan hukum Fourier, kita dapat menentukan fluks panas yang kemudian digunakan untuk menghitung daya yang dihasilkan dalam sistem.
Dalam bidang sains dan teknik, banyak perhitungan didasarkan pada asumsi dan pendekatan matematis. Namun, seperti yang disebutkan dalam Al-Qur’an, surat Al-Mulk ayat 14, hanya Allah yang memiliki pengetahuan mutlak, sementara manusia terus berusaha memahami alam dengan keterbatasan yang ada. Penelitian semacam ini merupakan salah satu bentuk usaha manusia dalam memahami fenomena fisis, termasuk bagaimana energi panas tersebar dalam suatu sistem.
Dengan bantuan metode curve fitting, hukum Fourier, dan kecerdasan buatan dalam proses perhitungan, kita dapat dengan lebih mudah menganalisis distribusi daya yang dihasilkan oleh fluks panas dalam sistem konduksi panas dua dimensi.
