Adinda Rahmah Shalihah

Profil

Source: Personal documentation

Assalamu'alaikum warahmatullahi wabarakatuh

Nama : Adinda Rahmah Shalihah

NPM : 1906433524

Program Studi : Teknik Mesin

Peminatan : Sistem Manufaktur dan Otomasi

email : adinda.rahmah@ui.ac.id

Resume Pertemuan 1 (3 Februari 2020)

Dosen pengampu mata kuliah Komputasi Teknik adalah Bapak Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara atau biasa dikenal dengan panggilan Bapak DAI. Beliau menyampaikan bahwasanya kita sebagai manusia harus selalu ber-muhasabah diri. Disini saya mengakui bahwa saya belum cukup memahami konsep dari Komputasi Teknik. Maka dari itu, beliau memberikan tugas pertama untuk mengetahui tujuan dari mempelajari Komputasi Teknik, antara lain:

1. Memahami konsep-konsep dan prinsip-prinsip dalam mempelajari Komputasi Teknik

2. Mampu menerapkan pemahaman tersebut dalam bidang ilmu Teknik Mesin.

3. Selalu introspeksi diri atas segala perbuatan, ucapan serta pikiran yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari.

Komputasi Teknik merupakan gabungan ilmu komputer dan ilmu matematika dimana penggunaan komputer dibutuhkan untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains) dengan melakukan penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik. Penggunaan komputer berarti menggunakan perangkat lunak (software) untuk membuat suatu permodelan dan mengubahnya kedalam algoritma yang dapat dioperasikan.

Dalam bidang ilmu ini, kita diharuskan dapat melakukan suatu perhitungan teknik yang dapat diterapkan dalam software yang akan digunakan. Beberapa contoh perhitungan dan metode yang akan dipelajari nantinya antara lain iterasi, konvergen, regresi, kubikal, dan lain-lain.

Adapun berbagai macam bahasa pemrograman yang digunakan untuk pemodelan sistem dan komputasi antara lain C++, Fortran, Java, Dephic dan sebagainya. Sedangkan untuk tools diantaranya Maple, Matlab, MathCad, Eureka dan sebagainya. Disini lagi-lagi saya harus bermuhasabah diri, mengingat saya hanya pernah menggunakan Matlab saja. Maka dari itu saya berharap dengan mengikuti mata kuliah ini, ada ilmu yang bisa saya peroleh nantinya.

Resume Pertemuan 2 (10 Februari 2020)

Pada pertemuan kali ini, Bapak DAI kembali mengingatkan kita untuk mengenali diri sendiri. Mencari tahu pengetahuan dan kemampuan yang kita miliki yang berhubungan dengan mata kuliah Komputasi Teknik. Beliau juga memberi nasihat agar tidak mengharapkan sesuatu kepada siapapun, selain Tuhan. Disini saya menyimpulkan bahwa kita sebagai hamba Allah SWT baiknya menuntut ilmu dengan niat beribadah kepada-Nya. Menuntut ilmu adalah ibadah yang harus dilandaskan rasa ikhlas agar rasa lelah yang kita jalani selama menuntut ilmu berbuah menjadi pahala dan rahmat Allah SWT. Apabila kita telah melakukan itu semua, niscaya Allah SWT akan menjamin surga-Nya yang mulia untuk kita.

Saya akui bahwa saya merasa kurang pada ilmu bidang Komputasi Teknik ini, dan saya ingin menuntut ilmu lebih dalam lagi dengan niat beribadah kepada Allah SWT. Maka dari itu saya mengikuti pelatihan yang diadakan pada hari Selasa, 11 Februari 2020 di Gedung EC 203. Seperti yang Bapak DAI katakan di kelas, bahwa pengalaman adalah guru yang paling berharga. Hal ini membuat saya ingin mempraktekkan materi yang telah saya terima agar lebih memahami materi tersebut.

Berikut adalah salah satu contoh simulasi menggunakan software CFDSOF yang dipraktekkan pada pelatihan kemarin.

Pertemuan 3 (17 Februari 2020)

Sinopsis Skripsi

Pada saat saya kuliah Sarjana, saya mengambil peminatan Teknik Manufaktur dengan skripsi saya yang berjudul "Pengaruh Temperatur Preheating Cetakan Permanen Terhadap Cacat Coran Pulley Aluminium".

Pulley memiliki kegunaan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya melalui perantara belt (sabuk). Pulley dapat dibuat melalui proses pengecoran logam dengan menggunakan cetakan permanen. Bahan dasar yang paling sering digunakan untuk membuat pulley adalah aluminium yang memiliki beberapa keunggulan yaitu kemampuan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik serta memiliki kekuatan yang tinggi. Selama proses pengecoran berlangsung sangat beresiko terjadi kegagalan produk atau cacat. Cacat ini dapat diminimalisir dengan proses preheating pada cetakan sebelum dilakukan penuangan logam cair.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur preheating cetakan permanen terhadap cacat coran yang terjadi pada pulley aluminium. Dalam penelitian ini dilakukan variasi temperatur preheating cetakan yang terbuat dari baja sebesar 150°C, 250°C, 350°C, dan 450°C dengan menggunakan bahan baku berupa aluminium paduan Al-Zn, serta temperatur logam cair sebesar 700°C. Identifikasi cacat yang terjadi dilakukan sebelum dan sesudah dilakukan proses finishing.

Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa cacat yang paling banyak terjadi adalah gas defect, shrinkage, dan fin. Peningkatan temperatur preheating cetakan menyebabkan cacat yang terjadi semakin sedikit. Selain itu, dengan dilakukannya proses finishing dapat menghilangkan cacat yang terjadi.

Analisa korelasi skripsi dengan Komputasi Teknik

Pengembangan tugas akhir "pengaruh temperatur preheating cetakan permanen terhadap cacat coran pulley aluminium" dengan komputasi teknik akan terfokus pada meningkatkan yield casting dan kualitas coran. Yield casting merupakan perbandingan antara berat coran dengan berat total tuangan. Peningkatan yield casting ini dapat menurunkan biaya penggunaan material, sehingga terjadi penghematan yang dapat membuat produk coran mampu bersaing di pasaran. Analisa yang akan dilakukan adalah dengan simulasi menggunakan software khusus dalam bidang pengecoran antara lain Z-Cast, ProCast, MAGMAsoft, AutoCast dan lain sebagainya.

Presentasi Sinopsis Project Skripsi

• 
• 
• 
• 
• 

Deterministik vs Stokastik

Pemodelan deterministik adalah sebuah pemodelan dimana terdapat nilai yang dapat diukur dengan derajat kepastian yang cukup tinggi. Dalam pemodelan ini semua parameter serta variabel telah diketahui atau dapat dihitung secara pasti.

Pemodelan probabilistik/stokastik adalah sebuah model yang didalamnya terdapat parameter yang tidak pasti, nilainya dapat berubah.

Tugas akhir saya adalah salah satu contoh pemodelan menggunakan deterministik. Hal ini dikarenakan semua nilai didalamnya bersifat pasti dan dapat diukur.

Computational Fluid Dynamics (CFD)

Computational fluid dynamics yang biasa disingkat CFD merupakan sebuah cabang ilmu mekanika fluida di mana menggunakan metode angka dan algoritma untuk memecahkan masalah aliran fluida. Dengan bantuan komputer, perhitungan yang dibutuhkan untuk menyimulasi hubungan antara fluida dengan permukaan benda padat dapat diketahui. Hasil pemecahan mengenai masalah aliran fluida bisa lebih baik lagi jika menggunakan supercomputer.

Computational Fluid Dynamics (CFD) adalah seni untuk menggantikan persamaan-persamaan integral dan diferensial parsial menjadi persamaan aljabar diskrit, yang mana untuk kemudian dapat diselesaikan untuk memperoleh solusi berupa angka-angka nilai aliran pada titik-titik diskrit ruang dan waktu.

Aliran fluida diatur oleh tiga hukum dasar yaitu:

(1) Hukum kekekalan massa

(2) Hukum kedua newton (gaya = massa x percepatan), atau kekekalan momentum

(3) Hukum kekekalan energi

Tiga hukum dasar fluida tersebut secara umum di ekspresikan dalam bentuk persamaan matematika, yang mana berbentuk persamaan integral atau diferensial parsial yang cenderung rumit dan sulit untuk diselesaikan secara analitis bahkan oleh komputer canggih sekalipun. Faktanya, algoritma komputer hanya dapat menyelesaikan persamaan-persamaan aljabar seperti pertambahan dan pengurangan. Dari masalah tersebutlah muncul ide untuk menguraikan persamaan-persamaan integral dan diferensial parsial tersebut menjadi persamaan-persamaan disktrit yang bisa diselesaikan oleh komputer. Ide inilah yang nantinya diketahui sebagai ilmu Computational Fluid Dynamics (CFD).

Aplikasi computational fluid dynamics (CFD) antara lain untuk menyimulasikan aliran udara di sekitar pesawat komersial, jet, space shuttle, dll. Perangkat lunak computational fluid dynamics (CFD) seperti:

• ANSYS CFD,

• ANSYS Fluent,

• Solidworks Flow Simulation, dll.

Penggunaan CFD di antaranya:

• Desain ruang atau lingkungan yang aman dan nyaman.

• Desain kendaraan untuk memaksimalkan karakter aerodinamikanya.

• Desain blok mesin untuk mengoptimalkan pembakarannya.

• Analisis petrokimia untuk strategi optimasi oil recovery.

• Mempelajari sistem arterial (computational hemodynamics) bagi dokter dan ahli bedah.

• Analisis kegagalan (failure) untuk mencari sumber-sumber kegagalan misalnya pada sistem pembakaran, aliran uap panas, dan perpipaan.

• Mempelajari reaksi pembakaran dan pendinginan, dan lain sebagainya.

Manfaat CFD

Ada tiga manfaat umum CFD yang dikenal secara luas, yaitu insight, foresight dan efficiency.

1. Insight – Pemahaman Mendalam

Ada banyak sistem yang ingin kita pelajari, namun sulit untuk dibuat prototipenya atau sulit untuk diuji coba, misalnya adalah organ pernafasan dan sistem arterial. Dengan CFD, dapat dibuat prototipe virtual yang mana dapat menambah permahaman kita tentang suatu peristiwa yang melibatkan aliran fluida.

2. Foresight – Prediksi

Pada dasarnya, CFD digunakan untuk memprediksi, dengan CFD kita dapat dengan mudah menjawab pertanyaan tipikal ‘bagaimana jika’ (how if questions) dengan mengubah parameter, geometri, serta kondisi batasnya sehingga didapatkan desain yang optimal.

3. Efficiency – Efisiensi

Dengan bantuan CFD, proses mendesain sistem akan menjadi lebih hemat dan efisien, baik dari segi biaya, tenaga, dan waktu. Dengan CFD waktu riset dapat diperpendek dan biaya riset dapat dipangkas.

Tahapan-tahapan Simulasi dengan CFD

Secara umum ada tiga tahapan yang harus dilalui dalam simulasi CFD:

1. Pre-processing

Pada tahap ini dibangun model geometri dengan paket CAD (Computer Aided Design), dibangun mesh atau grid yang sesuai, dan diterapkan kondisi batas serta sifat-sifat fluida serta solidnya.

2. Solving

Ini adalah tahap inti dari CFD, pada tahap ini, solusi dihitung berdasarkan kondisi-kondisi yang diterapkan pada tahap pre-processing.

3. Post-processing

Tahapan terakhir dalam CFD. Pada tahapan ini, dilakukan interpretasi dari data hasil simulasi yang dapat berupa visualisasi kontur, vektor, kurva, histogram, dan lain sebagainya.

Istilah-Istilah dalam Komputasi Teknik

Algoritma

a. Definisi?

Algoritma adalah suatu urutan langkah-langkah sistematis yang dilakukan untuk memecahkan/menyelesaikann suatu masalah.

b. Kapan dilakukan?

Algoritma dirancang sebelum dilakukan suatu proses komputasi kemudian diterapkan pada proses komputasi.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Algoritma dibuat dengan merancang apa saja yang akan dilakukan dalam suatu proses komputasi. Unsur yang biasanya terdapat didalam algoritma adalah:

1. Input

2. Proses

3. Output

4. Instruksi yang jelas dan tidak ambigu

5. Tujuan akhir yang ingin dicapai

d. Mengapa perlu dilakukan?

Algoritma dibutuhkan agar proses berjalan dengan sistematis dan menghasilkan output yang jelas

Anova

a. Definisi?

Anova (Analysis of variance) adalah sebuah analisis statistik yang menguji perbedaan rerata antar grup/kelompok/jenis perlakukan. Prinsip uji Anova adalah kita membandingkan variansi tiga kelompok sampel atau lebih. Lebih dari sekedar membandingkan nilai mean (rata-rata), uji anova juga mempertimbangkan keragaman data yang dimanifestasikan dalam nilai varians. Anova dibagikan menjadi 2, yakni anova satu arah dan anova dua arah (dijelaskan pada bagian b).

b. Kapan dilakukan?

Uji anova banyak digunakan dalam penelitian eksperimen. Sebagai contoh, seorang peneliti ingin meneliti pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan tanaman kaktus. Dengan demikian, kasus 1: kaktus diletakkan di luar rumah, kasus 2: kaktus diletakkan di dalam rumah dekat dengan lampu, dan kasus 3: kaktus diletakkan di bawah tempat tidur. Kemudian dibandingkan hasil ketiga kasus tersebut.

Dikatakan anova satu arah, karena pusat perhatian kita hanya satu, dalam hal ini efek cahaya. Tetapi jika pusat perhatian kita selain efek cahaya, yakni perlakuan lain seperti kadar air, jenis tanah, dll, maka digunakan anova dua arah.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Pertama kita membuat hipotesa, H0 = setiap kelompok nantinya memiliki hasil yang sama dan H1 = tidak ada kelompok yang memiliki hasil yang sama. Lalu asumsi-asumsi yang ditetapkan diawal dimasukkan kedalam table disebut table anova, yaknik degree of freedom, sum square, mean square, dll yang akan menghasilkan F hitung dan F table. Jika F hitung > F table, maka disimpulkan bahwa H1 benar, yaknik setiap kelompok memili hasil yang berbeda.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Pada dasarnya, anova adalah prosedur uji statistic yang mirip dengan t test. Namun kelebihan dari Anova adalah dapat menguji perbedaan lebih dari dua kelompok. Berbeda dengan independent sample t test yang hanya bisa menguji perbedaan rerata dari dua kelompok saja.

Aritmatika Biner

a. Definisi?

Sistem bilangan biner adalah salah satu dari 4 sistem bilangan yang digunakan komputer. Sistem bilangan biner merupakan bilangan yang menggunakan basis 2 serta 2 macam simbol bilangan 0 dan 1. Contoh dari bilangan biner seperti 1110.

b. Kapan dilakukan?

Aritmatika biner bisa digunakan kapan saja untuk input bahsa mesin, biner bisa di konversikan ke hexadesimal, oktal, dll. Bilangan biner juga di gunakan untuk menysun suatu file yang terdapat dalam komputer. Sebagai contoh, misalkan ada file sebesar 1mb . apabila 1 byte = 8 bit (bilangan biner). berarti semua file tersusun secara beratus ratus bit hingga menjadi sebuah file.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Ketika kita berkomunikasi melalui Internet, data yang diterima akan ditransmisikan dalam bentuk bit-bit biner, sehingga data yang ditransmisikan tersebut dapat diterima dengan benar oleh mesin/komputer.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Aritmatika bilangan biner dilakukan agar komputer bisa saling berkomunkasi antar komponen/jaringan dengan yang lain , karena komputer hanya bisa mengerti bahasa mesin. Aritmatika bilangan biner dalam dunia komputasi dan digital inilah yang menyebabkan terjadinya komunikasi pada jaringan Intenet. Paket atau data yang hendak dikirim akan di konversikan terlebih dahulu kedalam bilangan biner, karena sistem pada komputer hanya mampu membaca angka 1 (input) dan 0 (output).

Automasi

a. Definisi?

kata automasi berasal dari Bahasa Yunani, “Automotos” yang membawa maksud bergerak sendiri (self-moving) dan Bahasa Latin “ Ion” yang memberi maksud tetap (a state ). Automasi : Sebuah teknologi yang menggunakan mesin, elektronik dan sistem komputer untuk mengoperasikan dan mengendalikan proses produksi

b. Kapan dilakukan?

Automasi dilakukan saat kebutuhan akan kecepatan dan presisi meningkat

c. Bagaimana melaksanakannya?

Automasi dilakukan dengan berbagai cara termasuk penggunaan peranti mekanikal, hidraulik, pneumatik, elektrik, elektronik dan komputer, yang biasanya digabungkan

d. Mengapa perlu dilakukan?

agar proses hasil lebih cepat, lebih baik secara kuantitas dan/atau kualitas dibandingkan dengan penggunaan tenaga kerja manusia

Backpropagation

a. Definisi?

Backpropagation adalah algoritma untuk melakukan proses pembelajaran terarah pada jaringan saraf tiruan untuk mencari beban pada setiap neuron yang menghasilkan nilai kesalahan seminimal mungkin melalui data pembelajaran yang diberikan.

b. Kapan dilakukan?

Saat kita membutuhkan sistem yang adaptif dari suatu permasalahan.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Dimulai dengan lapisan masukan, hitung keluaran dari setiap elemen pemroses melalui lapisan luar. Hitung kesalahan pada lapisan luar yang merupakan selisih antara data aktual dan target. Transformasikan kesalahan tersebut pada kesalahan yang sesuai di sisi masukan elemen pemroses.cPropagasi balik kesalahan-kesalahan ini pada keluaran setiap elemen pemroses ke kesalahan yang terdapat pada masukan. Ulangi proses ini sampai masukan tercapai. Ubah seluruh bobot dengan menggunakan kesalahan pada sisi masukan elemen dan luaran elemen pemroses yang terhubung.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Karena backpropagation adalah cara yang secara efisien mendapatkan gradien ketika kita mencoba untuk meminimalkan fungsi kerugian untuk suatu neural network.

Constrain

a. Definisi?

Constraints adalah batasan atau aturan-aturan yang diterapkan di dalam sebuah table di database. Aturan tersebut bertujuan untuk menjaga integritas sebuah data, yaitu mana data yang diperbolehkan dan mana data yang tidak diperbolehkan. Constraints biasanya diterapkan di dalam sebuah kolom.

b. Kapan dilakukan?

Ketika proses pembuatan table dan bisa juga setelah table dibuat

c. Bagaimana melaksanakannya?

Pertama kita harus menentukan terlebih dahulu tujuan mengapa kita ingin menggunakan perintah ini karena constrain memiliki banyak perintah, tergantung dengan kebutuhan/keinginan. Sebagai contoh, perintah constrain CHECK digunakan untuk mendefinisikan suatu kondisi yang harus dipenuhi oleh tiap baris data dalam table. Sedangkan, perintah NOT NULL merupakan suatu kolom yang didefinisikan dengan constraint NOT NULL tidak boleh berisi nilai NULL.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Constrain diperlukan untuk mencegah terjadinya kesalahan pada saat memasukan data. Sebagai contoh saya memasukan perintah constraint NOT NULL pada website saya, artinya bahwa kolom itu tidak boleh null. Contohnya adalah kolom jenis kelamin itu tidak boleh null, karena setiap manusia pasti mempunyai jenis kelamin baik pria maupun wanita.

Deterministik

a. Definisi?

Model deterministik adalah model matematika dimana gejala-gejala dapat diukur dengan derajat kepastian yang cukup tinggi. Pada model deterministik diasumsikan bahwa kejadian-kejadian yang ada memiliki peluang yang tetap, dapat pula diasumsikan pasti terjadi maupun tidak mungkin terjadi.

b. Kapan dilakukan?

Ketika akan menentukan pemodelan matematika.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Dengan mencakup distribusi kemungkinan untuk input dan memberikan serangkaian nilai dari sekurang-kurangnya 1 variabel output dengan probabilitas yang berkaitan pada tiap nilai.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Pemodelan deterministik digunakan untuk menyatakan problem dunia nyata yang diformulasikan berdasarkan pada hubungan dasar faktor-faktor yang terlibat dalam problem ini.

Diskritisasi

a. Definisi?

Yang dimaksud dengan diskritisasi adalah memecah domain atau daerah perhitungan menjadi beberapa daerah – daerah kecil yang disebut dengan grid, mesh, atau cell. Dengan terlebih dahulu menetapkan nilai pada kondisi batas daerah perhitungan (Boundary Condition), maka nilai kecepatan aliran, tekanan, dan temperatur dapat dihitung pada tiap – tiap mesh/cell/grid yang sudah ditetapkan berdasarkan persamaan – persamaan atur di atas.

b. Kapan dilakukan?

Dalam penyelesaian skema numerik, biasanya juga dilakukan diskritisasi terhadap waktu (temporal discretization).

c. Bagaimana melaksanakannya?

Komputer hanya dapat mengenali angka, sehingga model matematis dan geometris harus ditransformasi ke bentuk angka-angka perhitungan. Proses transformasi ini dinamakan diskritisasi. Terdapat dua komponen utama diskritisas, yaitu:

1. Diskritisasi ruang/spasial.

Pada bagian ini, ditentukan3 bentuk dan batasan ruang geometri yang akan digunakan dalam simulasi. Kemudian dilakukan pendistribusian titik-titik di seluruh permukaan/daerah dalam domain geometri tersebut. Himpunan titik-titik ini, yang menggantikan kontinuitas pada ruang nyata dengan sejumlah titik-titik terisolasi (isolated point), dinamakan grid atau mesh.

2. Diskritisasi model persamaan matematika.

Pada diskritisasi ini, bentuk derivatif pada persamaan deferensial parsial akan ditransformasi menjadi beberapa operasi aritmatik. Hasilnya, akan diperoleh sekumpulan relasi aljabar antara nilai-nilai pada titik/sel mesh (mesh point values) yang saling bertetangga. Relasi-relasi ini dinamakan skema numerik. Skema numerik sendiri, dapat dikonstruksi menggunakan berbagai macam metode seperti finite different, finite volume, dan finite element.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Dikarenakan jika tidak dilakukan diakritisasi benda akan dianggap utuh dan semisal kubus hanya terdapat 6 sisi saja padahal untuk setiap dx pada kubus fluida yang berperan bisa saja berbeda.

Feedback

a. Definisi?

Yang dimaksud dengan feedback dalam suatu sistem merupakan mekanisme pengaturan terhadap suatu sistem fisik yang dilakukan sedemikian rupa sehingga mekanisme ini berusaha untuk mempertahankan keadaan tertentu dari sistem yang dikendalikan.

b. Kapan dilakukan?

Feedback dilakukan pada sebuah sistem tertutup (closed loop) ketika sistem sedang memproses input yang diberikan, dan akan memberikan informasi mengenai proses ke input.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Feedback bisasanya dilakukan tergantung dari pengaturan yang dilakukan oleh user, seperti menggunakan berbagai sensor oada sistem

d. Mengapa perlu dilakukan?

Feedback sangat penting bagi user untuk mengetahui apa yang telah terjadi selama proses sister, mengetahui apakah terjadi error yang besar, dan agar suatu proses dalam sistem bisa lebih fleksibel di berbagai keadaan.

Grid/mesh/cell

a. Definisi?

Grid/mesh/cell adalah subdomain (terdiri dari primitif geometri seperti hexahedra dan tetrahedra dalam 3D dan segiempat dan segitiga dalam 2D)

b. Kapan dilakukan?

Pada persamaan diferensial parsial

c. Bagaimana melaksanakannya?

Untuk menganalisis domain dibagi menjadi subdomain yang lebih kecil kemudian didiskritisasi dan diselesaikan di dalam masing-masing subdomain

d. Mengapa perlu dilakukan?

Pembuatan grid atau meshing adalah bagian yang sangat penting dalam proses simulasi CFD karena tidak hanya menentukan waktu simulasi tetapi juga keakuratan hasil penelitian

Integral

a. Definisi?

Integral Merupakan bentuk operasi matematika yang menjadi kebalikan (invers) dari operasi turunan dan limit dari jumlah atau suatu luas daerah tertentu. Berdasarkan pengertian tersebut ada dua hal yang dilakukan dalam integral sehingga dikategorikan menjadi 2 jenis integral. Pertama, integral sebagai invers/ kebalikan dari turunan disebut sebagai Integral Tak Tentu. Kedua, integral sebagai limit dari jumlah atau suatu luas daerah tertentu disebut integral tentu.

b. Kapan dilakukan?

Perhitungan Integra dalam numerik dilakukan untuk menyelesaikan integral l lipat suatu fungsi kontinu dengan dua variabel, z=f(x,y), merupakan permasalahan deterministik yang dapat diselesaikan dengan metode determisitik maupun metode stokastik.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Integral biasanya dapat dilakukan secara namual, namun didalam komputasi untuk mengolah data yang banyak integral dilakukan oleh computer untuk membatu kita menghitung. Kita hanya memasukan persamaan yang ingin kit acari, maka computer akan memproses hitungan tersebut.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Integral di dalam komputasi bertujuan membantu manusia dalam menyelesaikan simulasi yang dilakukan dengan menggunakan computer.

Kompleksitas

a. Definisi?

Kompleksitas merupakan cabang dari teori komputasi dalam ilmu komputer yang berfokus pada mengklasifikasikan masalah komputasi sesuai dengan kesulitan inheren mereka. Kompleksitas komputasi uni dibagi menjadi 2, kompleksitas waktu dan kompleksitas ruang. Kompleksitas waktu diukur dari jumlah tahapan komputasi yang dibutuhkan untuk menjalankan algoritma sebagai fungsi dari ukuran masukan n. Sedangkan kompleksitaa ruang diukur dari memori yang digunakan oleh struktur data yang terdapat dalam algoritma sebagai fungsi dari ukuran masukan n.

b. Kapan dilakukan?

Kompleksitas dapat dilakukan ketika dusty masalah dianggap sulit secara inheren jika solusinya membutuhkan sumber daya yang signifikan, apa pun algoritma yang digunakan. Kompleksitas pun dilakukan until menentukan laju peningkatan waktu/ruang yang diperlukan algoritma dengan meningkatnya ukuran masukan n.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Komplesitas komputasi dapat dilakukan dengan berbagai cara, sebagaimana berikut :

-Pencarian Nilai (Searching)

1. Pencarian secara linear

2. Pencarian secara biner

-Pengurtan Nilai (Sorting)

1. Pengurutan gelembung

2. Pengurutan dengan menyeleksi

3. Pengurutan dengan penyisipan

4. Pengurutan cangkang

5. Pengurutan dengan tumpukan

6. Pengurutan dengan penggabungan

7. Pengurutan cepat

8. Pengurutan dengan mencacah

Konvergensi

a. Definisi?

Secara umum pengertian konvergensi adalah penggabungan atau pengintegrasian dua atau lebih variable hasil untuk digunakan menuju satu titik tujuan, yang berarti dalam keteknikan bisa diartikan hubungan antara model dan jumlah diskrit sehingga tidak mengalami perubahan hasil, walaupun dilakukan penambahan atau pengurangan disktrit lagi.

b. Kapan dilakukan?

Konvergensi dilakukan pada saat sebelum dan sesudah operasi sumulasi berjalan.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Pada aplikasi software FEA, secara sederhana cara melakukan crosscheck konvergensi adalah dengan merubah mesh (menambah jumlah nodal dan elemen) dari suatu model. Ketika penambahan jumlah nodal dan elemen tidak berpengaruh terhadap hasil maka hasil dapat dikatakan konvergen.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Konvergensi menjadi dasar diterimanya sebuah simulasi, karena menunjukan kestabilan dan keberterimaan suatu hasil.

Limit

a. Definisi?

Limit dalam Bahasa inggris yang diartikan ke Bahasa Indonesia adalah batas, begitu juga dengan Bahasa matematika limit dapat diartikan batas, sebagai prediksi nilai ordinat yang didapat dari suatu titik yang nilainya didapat dari suatu pendekatan.

b. Kapan dilakukan?

Digunakan saat menyatakan sesuatu yang nilainya mendekati nilai tertentu

c. Bagaimana melaksanakannya?

Dalam komputasi digunakan untuk mengolah data, dengan memasukan persamaan yang ada

d. Mengapa perlu dilakukan?

Perlu dilakukan dan mempermudah dalam pengolahan data komputasi dalam menyelesaikan suatu permasalahan algoritma, Bahasa matematika, simulasi dan lain-lainnya.

Numerik

a. Definisi?

Berhubungan dengan angka. Metode numerik dapat diartikan sebagai suatu cara yang sistematis untuk menyelesaikan persoalan guna mencapai tujuan yang ditentukan.

b. Kapan dilakukan?

Ketika terdapat permasalahan yg tdk dapat diselesaikan dengan menggunakan perhitungan biasa.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Cara sistematis untuk menyelesaikan persoalan matematika dengan operasi angka (+, -, *, /).

d. Mengapa perlu dilakukan?

Karena tidak semua permasalahan yang berhubungan dengan matematika atau perhitungan dapat diselesaikan dengan mudah bahkan juga dari prinsip matematik dalam memandang permasalahan. yang perlu diperhatikan adalah permasalahan tersebut mempunyai penyelesaian atau tidak. Hal ini menjelaskan bahwa tidak semua permasalahan dapat diselesaikan dengan menggunakan perhitungan biasa.

Persamaan Regresi

a. Definisi?

Persamaan regresi adalah persamaan yang digunakan untuk mengetahui hubungan antara sebuah variabel terikat dengan sebuah atau beberapa variabel bebas. Salah satu bentuk regresi paling awam adalah regresi linear. pada regresi linear, semakin dekat data hasil komputasi dengan garis regresi, maka data tersebut semakin baik validitas nya.

b. Kapan dilakukan?

Persamaan regresi digunakan pada saat peneliti sudah mendapatkan kumpulan data primer. Lalu, persamaan regresi digunakan untuk melihat trend atau karakteristik dari data tersebut.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Persamaan regresi didapat dengan menggunakan formulasi yang sudah ditentukan pada banyak literatur, melibatkan data dari variabel yang terikat dan bebas.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Persamaan regresi diperlukan untuk menentukan persamaan yang paling sesuai untuk menggambarkan persamaan garis dari kumpulan data primer yang telah didapatkan. Persamaan regresi juga bisa digunakan untuk melakukan analisis error terhadap data primer yang telah didapatkan

Regression

a. Definisi?

Regresi adalah Metode Statistik yang berfungsi untuk menguji sejauh mana hubungan sebab akibat antara Variabel Faktor Penyebab (X) terhadap Variabel Akibatnya. Faktor Penyebab pada umumnya dilambangkan dengan X atau disebut juga dengan Predictor sedangkan Variabel Akibat dilambangkan dengan Y atau disebut juga dengan Response. Regresi juga merupakan salah satu Metode Statistik yang dipergunakan dalam produksi untuk melakukan peramalan ataupun prediksi tentang karakteristik kualitas maupun Kuantitas.

b. Kapan dilakukan?

Regression dapat dilakukan ketika terjadi hubungan antara Lamanya Kerusakan Mesin dengan Kualitas Produk yang dihasilkan, hubungan Jumlah Pekerja dengan Output yang diproduksi dan hubungan antara suhu ruangan dengan Cacat Produksi yang dihasilkan.

c. Bagaimana melaksanakannya?

1. Tentukan Tujuan dari melakukan Analisis Regresi Linear Sederhana

2. Identifikasikan Variabel Faktor Penyebab (Predictor) dan Variabel Akibat (Response)

3. Lakukan Pengumpulan Data

4. Hitung X², Y², XY dan total dari masing-masingnya

5. Hitung a dan b berdasarkan rumus diatas.

6. Buatkan Model Persamaan Regresi Linear Sederhana.

7. Lakukan Prediksi atau Peramalan terhadap Variabel Faktor Penyebab atau Variabel Akibat.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Agar mengetahui prediksi tentang kualitas maupun kuantitas yang paling sesuai untuk mencapai target.

Round Off Error

a. Definisi?

Error yang terjadi akibat pembulatan suatu bilangan sampai pada beberapa digit tertentu.

b. Kapan dilakukan?

Ketika komputer hanya bisa mempertahankan nilai yang bulat saja.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Error pembulatan terjadi karena computer hanya mempertahankan sejumlah angka tetap yang berarti selama proses perhitungan. Bilangan-bilangan seperti π, e, 7 tidak dapat diekspresikan oleh sejumlah angka tetap yang berarti. Oleh karena itu, bilangan-bilangan tersebut tidak dapat dinyatakan secara eksak oleh komputer.

Misalkan sebuah mesin hitung hanya mampu menampilkan bilangan sampai 10 angka di belakang koma. Untuk bilangan 1.234769123197, akan dibulatkan menjadi 1.2347691232. Dan error yang didapat :

Ea = 0.000000000003.

Simplifikasi

a. Definisi?

Simplifikasi merupakan suatu pemodelan yang dilakukan dengan model sesuai skala.

b. Kapan dikakukan?

Simplifikasi dilakukan kerika kita ingin melakukan suatu pemodelan untuk memudahkan dalam penyelesaian beban-beban yang akan bekerja.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Misalnya dalam hal pemodelan sebuah pesawat, maka pemodelan dilakukan dengan model sesuai skala (simplifikasi) dengan tujuan untuk memudahkan dalam penyelesaian beban-beban yang akan bekerja. Dengan demikian diharapkan akan mampu merefleksikan dari kondisi yang sebenarnya. Pada pemodelan tersebut diperlukan model matematika yang diselesaikan secara numerik. Model tersebut didasarkan pada persepsi, yang didasarkan pada sense. Dalam persepsi tersebut perlu menggunakan rasio, dalam batas-batas yang telah ditentukan. Rasio tersebut didasarkan pada kaidah-kaidah yang telah ditentukan seperti kaidah agama, moral dan etika.

Begitupun juga dalam dalam penyelesaian berbagai permasalahan teknik, seperti mechanical. Dimana segala penyelesaian yang dilakukan tidak melampaui dari aturan baku yang telah ditetapkan. Seperti halnya pada kehidupan nyata, apabila insan senantiasa dapat mengingat Allah (zikrullah) akan senantiasa menepati jalan yang telah ditentukan, sehingga akan dapat mencapai keselamatan.

Simulasi

a. Definisi?

Yang dimaksud dengan simulasi adalah simulasi yang dijalankan oleh satu komputer atau jaringan komputer untuk memperlihatkan sebuah perilaku dari suatu sistem.

b. Kapan dilakukan?

Dalam komputasi teknik simulasi dilakukan sesudah permodelan di komputer/software sudah dibuat, meshing model dan input masukan data sudah dihitung dan ditentukan. Setelah itu dilakukan simulasi.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Simulasi dilakukan dengan model perhitungan matematika yang sudah ada di software komputer.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Simulasi diperlukan untuk memproses perhitungan fenomena/kondisi yang sudah di setup di modelling dan parameternya.

Stokastik

a. Definisi?

Yang dimaksud dengan stokastik menurut Oxford Dictionary (1993) menakrifkan proses stokastik sebagai suatu barisan kejadian yang memenuhi hukum-hukum peluang. Hull (1989, hlm.62) menyatakan bahwa setiap nilai yang berubah terhadap waktu dengan cara yang tidak tertentu (dalam ketidakpastian) dikatakan mengikuti proses stokastik.

b. Kapan dilakukan?

Proses stokastik digunakan untuk memodelkan evolusi suatu sistem yang mengandung suatu ketidakpastian atau sistem yang dijalankan pada suatu lingkungan yang tidak dapat diduga, dan pada saat bersamaan model deterministik tidak lagi cocok dipakai untuk menganalisis sistem

c. Bagaimana melaksanakannya?

Proses stokastik dapat dikelompokkan berdasarkan jenis jenis ruang pada parameternya, ruang keadaannya, dan kaitan antara pengubah acak yang membentuk proses stokastik tersebut.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Proses stokastik diperlukan pada saat model deterministik tidak lagi cocok digunakan untuk menganalisis sistem

Validasi

a. Definisi?

Validasi data. Validasi adalah pengujian kebenaran atas sesuatu.Data adalah informasi dalam bentuk yang dapat diproses oleh komputer, seperti representasi digital dari teks, angka, gambar grafis, atau suara. data bisa juga berarti keterangan atau bahan nyata yang dapat dijadikan dasar kajian (analisis atau kesimpulan). Jadi validasi dapat diartikan sebagai pengujian kebenaran atas suatu informasi atau keterangan.

b. Kapan dilakukan?

Setelah data sudah terkumpul.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Parameter validasi diantaranya adalah Accuracy, Precision, Selektivitas, Rentang & linearitas, Batas deteksi limit & kuantitas.

d. Mengapa perlu dilakukan?

Mengetahui apakah data yang didapatkan sudah kredibel

Verifikasi

a. Definisi?

Sebuah proses untuk meyakinkan bahwa program yang dibuat beserta penerapannya adalah benar atau model yang telah disusun pada tahap sebelumnya mampu melakukan simulasi dari model abstrak yang dikaji.

b. Kapan dilakukan?

Verifikasi dilakukan sebelum sebuah model yang dibuat akan disimulasikan.

c. Bagaimana melaksanakannya?

Cara melakukan verifikasi adalah menguji sejauh mana sebuah program/model yang dibuat menunjukan perilaku dan respon yang sesuai dengan tujuannya. Hal yang harus diperhatikan ialah :

1. Apakah kejadian telah direpresentasikan dengan benar ?

2. Rumus matematika dan relasi apakah sudah benar ?

3. Ukuran statistik apakah sudah dirumuskan dengan benar?

d. Mengapa perlu dilakukan?

Verifikasi dibutuhkan untuk memeriksa apakah sebuah model yang berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

Pertemuan 4 (24 Februari 2020)

Presentasi Pemodelan Matematis Project Skripsi

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Kuis

Pada kesempatan kali ini Pak DAI mengadakan kuis mengenai pemahaman kita tentang komputasi teknik. Berikut adalah soal dan jawaban yang telah saya tulis.

• 

Extended Abstract Project Skripsi

Judul Tugas Akhir : Pengaruh Temperatur Cetakan Permanen Terhadap Cacat Coran Pulley Aluminium

Pulley memiliki kegunaan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya melalui perantara belt (sabuk). Pulley dapat dibuat melalui proses pengecoran logam dengan menggunakan cetakan permanen. Bahan dasar yang paling sering digunakan untuk membuat pulley adalah aluminium yang memiliki beberapa keunggulan yaitu kemampuan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik serta memiliki kekuatan yang tinggi. Selama proses pengecoran berlangsung sangat beresiko terjadi kegagalan produk atau cacat. Cacat ini dapat diminimalisir dengan proses preheating pada cetakan sebelum dilakukan penuangan logam cair.

Tujuan dari penelitian awal ini adalah untuk mengetahui temperatur terbaik dalam memanaskan cetakan coran guna mendapatkan kualitas produk coran yang baik. Oleh karena itu dibutuhkan tahap desain dan simulasi produk sebelum dilakukan penelitian. Simulasi pengecoran mampu memberikan gambaran mengenai proses pengecoran yang merupakan gabungan dari proses pembekuan, perpindahan panas dan aliran fluida. Coran yang berkualitas dan bebas cacat (soundness casting) dapat dicapai dengan pengaturan ketiga parameter tersebut. Melalui penerapan simulasi pengecoran dapat dihasilkan desain pengecoran yang efektif dan dapat mengidentifikasi lokasi cacat pada geometri coran, selain itu juga dapat mencapai efisiensi dari segi biaya dan waktu.

Nantinya, simulasi yang dilakukan akan memberikan gambaran dan diharapkan mampu membuktikan apakah desain yang digunakan sebelumnya telah optimal dan mampu menghasilkan produk berkualitas.

Finite Method

Finite Element Method

Metode Elemen Hingga, atau yang lebih dikenal dengan Finite element method, merupakan suatu cara untuk menyelesaikan permasalahan engineering dengan cara membagi obyek analisa menjadi bagian-bagian kecil yang terhingga. Bagian-bagian kecil ini kemudian dianalisa dan hasilnya digabungkan kembali untuk mendapatkan penyelesaian untuk keseluruhan daerah.

Metode ini digunakan pada permasalahan engineering dimana exact solution/analytical solution tidak dapat menyelsaikannya. Inti dari FEM adalah membagi suatu benda yang akan dianalisa, menjadi beberapa bagian dengan jumlah hingga (finite). Bagian-bagian ini disebut elemen yang tiap elemen satu dengan elemen lainnya dihubungkan dengan nodal (node). Kemudian dibangun persamaan matematika yang menjadi reprensentasi benda tersebut. Proses pembagian benda menjadi beberapa bagian disebut meshing.

Finite Difference Method

Finite Difference Method (metode beda hingga) adalah pendekatan yang dilakukan untuk mendiskritisasi persamaan differensial parsial. Pengguna akan mempertimbangkan titik dalam ruang dimana pengguna mengambil representasi kontinum dari persamaan dan menggantinya dengan seperangkat persamaan diskrit, yang disebut persamaan finite-difference. Finite-difference method biasanya didefinisikan pada kisi-kisi biasa dan fakta ini dapat digunakan untuk metode solusi yang sangat efisien. Oleh karena itu, metode ini biasanya tidak digunakan untuk geometri CAD tidak teratur, tetapi lebih sering untuk model persegi panjang atau berbentuk blok.

Ada hubungan antara FDM dan FEM, yaitu formula tertentu dari FEM yang didefinisikan pada grid biasa identik dengan FDM hingga pada grid yang sama. Regular grid sering digunakan dalam simulasi meteorologi, seismologi dan astrofisika.

Finite Volume Method

Finite Volume Method (metode volume hingga) mirip dengan FEM dalam model CAD, pertama-tama dibagi menjadi elemen yang sangat kecil tetapi terbatas untuk geometris sederhana. Terlepas dari ini, FVM sangat berbeda dari FEM, mulai dari konsep elemen yang disebut dengan cells.

FVM didasarkan pada fakta bahwa banyak hukum fisika adalah hukum konservasi dimana yang masuk ke satu cell di satu sisi perlu meninggalkan cell yang sama di sisi lain. Secara historis, metode ini telah berhasil memecahkan masalah aliran fluida.

Perbedaan utama

Setiap metode sangat mirip karena mewakili metode numerik sistematis untuk menyelesaikan persamaan differensial parsial. Satu perbedaan penting adalah kemudahan implementasi. Pendapat umum mengatakan bahwa FDM adalah yang paling mudah diterapkan dan FEM yang paling sulit. Salah satu alasannya adalah FEM membutuhkan rumus matematis yang cukup canggih untuk formulanya.

Pertemuan 5 (2 Maret 2020)

Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Kebutuhan kalori

Kalori merupakan salah satu nutrisi yang terkandung dalam makanan. Agar badan tetap sehat, diperlukan kalori dengan jumlah sesuai dengan yang dianjurkan. Bila jumlah kalori yang diperlukan tidak terpenuhi atau bahkan berlebihan, maka kesehatan yang optiml tidak dapat dicapai. Untuk itulah perlu diketahui besarnya kalori yang dibutuhkan agar kesehatan yang optimal dapat tercapai.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan kalori

Kebutuhan akan energi pada tubuh manusia, dengan asumsi keadaan lingkungan dalam keadaan normal (suhu, tekanan udara, kelembaban) dan tubuh dalam kondisi sehat, dipengaruhi oleh sebagai berikut :

a. Usia

Semakin bertambahnya usia, kebutuhan kalori seseorang relatif lebih rendah untuk tiap kilogram berat badannya. Anak-anak dan remaja yang sedang dalam proses pertumbuhan membutuhkan kalori relatif lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan kalori pada orang yang sudah tua. Orang yang masih muda mampu melakukan pekerjaan-pekerjaan berat serta mampu bergerak lincah, semua ini karena didorong oleh intensitas kerja organ-organ di dalam tubuhnya yang masih besar dan cepat. Lain halnya dengan orang yang telah berusia 50 tahun ke atas dimana kerja organ-organ dalam tubuhnya telah mengalami pengenduran/penurunan sehingga pekerjaan yang berat tidak sanggup lagi untuk dikerjakannya.

b. Ukuran tubuh

Kebutuhan kalori terutama energi pada seseorang dengan ukuran tubuh yang besar pasti akan berbeda dengan kebutuhan energi pada sesorang yang bertubuh kecil, meskipun jenis kelamin, kegiatan, dan usianya sama. Seseorang yang bertubuh besar mempunyai bidang permukaan tubuh dan jaringan aktif yang lebih besar daripada seseorang yang bertubuh kecil sehingga metabolisme basal/basal metabolic rate (BMR) nya akan lebih besar daripada orang yang bertubuh kecil.

c. Jenis kelamin

Laki-laki lebih banyak membutuhkan kalori daripada perempuan karena laki-laki lebih banyak mempunyai otot dan lebih aktif melakukan pekerjaan sehingga mengeluarkan kalori lebih banyak. Biasanya energi minimal yang diperlukan perempuan 10% lebih rendah dari kebutuhan energi minimal yang diperlukan seorang laki-laki.

d. Jenis pekerjaan

Berat ringannya beban kerja seseorang ditentukan oleh lamanya waktu melakukan pekerjaan dan jenis pekerjaan itu sendiri. Semakin berat beban kerja, seharusnya waktu yang dihabiskan untuk bekerja semakin pendek agar terhindar dari kelelahan dan gangguan fisiologis yang berarti atau sebaliknya.

Menentukan kebutuhan kalori

Kebutuhan kalori dihitung dengan menentukan basal metabolic rate dan aktivitas fisik.

a. Basal metabolic rate (BMR)

Basal metabolic rate adalah kebutuhan energi minimal yang diperlukan oleh tubuh untuk mempertahankan fungsi alat pernapasan, sirkulasi darah, temperatur tubuh, kegiatan kelenjar, serta fungsi begetatif lain.

Cara untuk menghitung BMR berdasarkan rumus Harris Benedict sebagai berikut :

BMR Laki-laki = 66,42 + (13,75 BB) + (5 TB) – (6,78 U)

BMR Perempuan = 655,1 + (9,65 BB) + (1,85 TB) – (4,68 U)

Keterangan :

BMR : Basal Metabolic Rate

BB : Berat Badan (kg)

TB : Tinggi Badan (cm)

U : Usia (dalam tahun)

b. Aktivitas fisik

Ketika penentuan besaran kebutuhan kalori, penting untuk mengerti mengenai besaran kegiatan fisik yang dilakukan setiap individu. Aktivitas fisik dikelompokkan menurut berat ringannya aktivitas, yakni ringan, sedang, dan berat.

Total Kalori = Faktor aktivitas fisik x BMR

Nilai untuk faktor aktivitas ditunjukkan pada tabel dibawah

Contoh Kegiatan Sehari-hari

Berikut adalah contoh dari hasil perhitungan kebutuhan kalori secara garis besar dalam kegiatan saya sehari-hari

Pertemuan 6 (9 Maret 2020)

Pada pertemuan kali ini, mahasiswa diberikan waktu untuk bermuhasabah diri mengenai pengetahuan tentang komputasi teknik dari awal pertemuan hingga saat ini.

Pak DAI menegaskan, betapa manisnya apabila kita memiliki ilmu yang bermanfaat dan bisa digunakan untuk kepentingan umat manusia. Dengan ilmu yang bermanfaat, iman kepada Allah SWT akan bertambah pula. Hal ini selaras dengan apa yang dikatakan oleh Rasulullah SAW. Rasulullah SAW bersabda,

Artinya: "Menuntut ilmu itu wajib bagi setiap Muslim." (HR. Ibnu Majah no. 224, dari sahabat Anas bin Malik radhiyallahu 'anhu, dishahihkan Al Albani dalam Shahiih al-Jaami'ish Shaghiir no. 3913)

Rule of Thumb

1. Initial Thinking

Pak DAI memberikan penjelasan dalam memahami suatu masalah. Tahapan awal dalam memahami suatu permasalahan adalah dengan analisis. Analisis awal (initial thinking) biasanya mengandung 50% dari solusi yang akan dihasilkan. Hasil analisis berupa sebuah prosedur, sebuah solusi, sebuah langkah-langkah, bukan hanya terdiri dari angka-angka saja. Apabila sudah didapatkan solusi dari hasil analisis masalah tadi, kita tinggal menjalankan solusi yang telah dibuat.

2. Model matematis

Kita sebagai analisis, harus mengetahui permasalahan yang terjadi dengan menggunakan suatu model matematis. Model matematis memiliki keterbatasannya, kita harus tau apa yang bisa dan tidak bisa dihitung yang mana memerlukan asumsi. Model matematis mengandung asumsi-asumsi.

3. Simulasi

Siagian (1987) : simulasi adalah metodologi untuk melaksanakan percobaan dengan memakai model dari satu sistem nyata.

Hasan (2002) : simulasi adalah suatu model dalam mengambil suatu keputusan dengan mencontoh atau berupa gambaran sebenarnya dari suatu sistem kehidupan dunia nyata tanpa dengan harus mengalaminya pada keadaan sebagai adanya dalam kehidupan nyata.

Schroeder (1997) : simulasi adalah suatu teknik yang dapat dipakai untuk memformulasikan dan memecahkan model-model dari golongan yang luas.

Simulasi merupakan alat yang tepat untuk digunakan terutama jika diharuskan untuk melakukan eksperimen dalam rangka mencari hasil terbaik dari komponen-komponen sistem. Hal ini dikarenakan biaya yang dikeluarkan cukup banyak dan memerlukan waktu yang lama apabila eksperimen dilakukan secara nyata. Dengan melakukan studi simulasi maka dalam waktu singkat dapat ditentukan keputusan yang tepat serta dengan biaya yang tidak terlalu besar karena semuanya cukup dilakukan dengan komputer.

Pendekatan simulasi diawali dengan pembangunan model sistem nyata. Model tersebut harus dapat menunjukkan bagaimana komponen dalam sistem saling berinteraksi sehingga benar-benar menggambarkan perilaku sistem.

Setelah model dibuat maka model tersebut ditransformasikan ke dalam program komputer sehingga memungkinkan untuk disimulasikan. Penggunaan simulasi dilakukan dengan software setelah menentukan pemodelan matematis yang digunakan.

4. Verifikasi

Pengertian verifikasi adalah konfirmasi, melalui penyediaan bukti objektif, bahwa persyaratan yang ditentukan telah dipenuhi.

Verifikasi dilakukan terhadap suatu metode baku sebelum diterapkan di laboratorium. Verifikasi sebuah metode bermaksud untuk membuktikan bahwa laboratorium yang bersangkutan mampu melakukan pengujian dengan metode tersebut dengan hasil yang valid. Disamping itu verifikasi juga bertujuan untuk membuktikan bahwa laboratorium memiliki data kinerja. Hal ini dikarenakan laboratorium yang berbeda memiliki kondisi dan kompetensi personil serta kemampuan peralatan yang berbeda, sehingga kinerja antara satu laboratorium dengan laboratorium lainnya tidaklah sama.

Di dalam verifikasi metode, kinerja yang akan diuji adalah keselektifan, seperti uji akurasi (ketepatan) dan presisi (kecermatan). Dua hal ini merupakan hal yang paling minimal harus dilakukan dalam verifikasi sebuah metode. Suatu metode yang presisi (cermat) belum menjadi jaminan bahwa metode tersebut dikatakan tepat (akurat). Begitu juga sebaliknya, suatu metode yang tepat (akurat) belum tentu presisi.

5. Validasi

Validasi atau validitas adalah konfirmasi melalui pengujian dan penyediaan bukti objektif bahwa persyaratan tertentu untuk suatu maksud khusus dipenuhi.

Validasi digunakan untuk metode tidak baku, metode yang dikembangkan sendiri oleh laboratorium, atau metode baku yang dimodifikasi. Validasi dilakukan untuk memastikan bahwa metode pengujian maupun kalibrasi tersebut sesuai untuk penggunaan yang dimaksudkan, dan mampu menghasilkan data yang valid. Dalam melakukan validasi metode, parameter yang harus diuji meliputi: presisi, akurasi, batas deteksi (LoD), batas kuantitasi (LoQ), selektivitas, linieritas, repitabilitas, reproduksibilitas, ketahanan (robustness), sensivitas silang (cross-sensitivity), dsb.

Pertemuan 7 (16 Maret 2020)

Pada pertemuan kali ini tidak dilakukan secara tatap muka seperti biasanya. Hal ini dikarenakan antisipasi adanya bahaya virus Corona yang dapat menyebar luas apabila sekelompok orang berkumpul dalam satu tempat yang sama. Pihak Universitas Indonesia menerapkan sistem Perkuliahan Jarak Jauh (PJJ) dalam pembelajarannya. Semua mahasiswa diharapkan mampu belajar mandiri di rumah masing-masing dan melanjutkan tugas-tugas yang telah diberikan oleh dosen masing-masing.

Pertemuan 8 - Ujian Tengah Semester

Video presentasi hasil belajar dan keterampilan

Berikut adalah hasil belajar dan keterampilan saya dalam pengaplikasian Komputasi Teknik.

Laporan hasil tugas optimasi kebutuhan energi manusia

Berikut ini adalah laporan hasil dari perhitungan optimasi kebutuhan energi saya selama satu minggu terhitung mulai dari tanggal 2 Maret 2020 hingga tanggal 8 Maret 2020.

Kebutuhan listrik yang saya gunakan selama satu minggu.

Biaya yang harus saya keluarkan untuk kebutuhan saya selama satu minggu.

Dibawah ini adalah grafik hubungan antara total energi dalam satuan kilojoule dengan rupiah.

Draft paper project komputasi teknik

Judul

Perancangan dan Simulasi Pengecoran Cetakan Permanen pada Pulley Aluminium Menggunakan ProCast

Latar Belakang

Pada era modern saat ini kebutuhan terhadap aluminium di bidang industri manufaktur terus meningkat. Peningkatan kebutuhan aluminium dapat terjadi dikarenakan produsen industri otomotif dan rumah tangga menggunakan aluminium sebagai bahan baku. Aluminium menjadi pilihan utama karena mempunyai bermacam-macam keunggulan antara lain memiliki kemampuan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik, memiliki kekuatan yang tinggi, dan kemampuan untuk dilakukan proses pemesinan baik. Untuk menjadikan aluminium sebagai barang jadi sesuai dengan kebutuhan manusia, dibutuhkan suatu proses manufaktur. Dalam hal ini, digunakan proses pengecoran dengan menggunakan cetakan permanen (Permanent Mold Casting) yaitu suatu teknik pengecoran dimana cetakannya dapat digunakan berulang kali. Penggunaan cetakan ini dengan harapan akan menghasilkan permukaan coran yang halus tanpa harus dilakukan proses finishing. Selain itu dengan cetakan ini dapat mengurangi biaya produksi dan waktu produksinya yang terbilang singkat. Proses dari pengecoran dengan cetakan permanen adalah preheating cetakan coran sebelum dilakukan proses penuangan. Hal ini dilakukan agar temperatur cetakan coran mengalami peningkatan, sehingga perbedaan antara temperatur cetakan dengan temperatur aluminium yang akan dituang tidak terlalu jauh. Apabila perbedaan temperaturnya terlalu jauh akan menimbulkan thermal shock, dimana dapat mengakibatkan cetakan mengalami kerusakan dan produk mengalami cacat.

Era kemajuan teknologi komputasi saat ini banyak dikembangkan software yang digunakan untuk membantu proses perancangan dengan berbagai jenis, antara lain Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Process Planning (CAPP), serta Computer Aided Engineering (CAE). Dengan menggunakan software tersebut, kita sebagai pengguna dapat merealisasikan produk secara komputasi dengan berbagai model dan parameter yang dapat dievaluasi lebih cepat. Beberapa software yang dapat digunakan khusus dalam bidang pengecoran, seperti Z-Cast, ProCAST, MAGMAsoft, AutoCAST dan lain sebagainya. Software simulasi proses pengecoran saat ini sudah diterima secara luas sebagai alat bantu (tools) yang penting dalam perancangan dan proses pengembangan produk coran yang dapat meningkatkan yield casting dan kualitas coran. Yield casting merupakan perbandingan antara berat coran dengan cerat total tuangan. Peningkatan yield casting dapat menurunkan biaya penggunaan material, sehingga terjadi penghematan yang dapat membuat produk coran mampu bersaing di pasaran.

Simulasi pengecoran juga mampu memberikan gambaran mengenai proses pengecoran yang terdiri dari proses pembekuan, perpindahan panas dan aliran fluida. Produk coran yang berkualitas dan bebas cacat (soundness casting) dapat dicapai dengan pengaturan ketiga parameter tersebut. Sehingga melalui penerapan simulasi pengecoran dapat dihasilkan desain pengecoran yang efektif dan dapat mengidentifikasi lokasi cacat pada geometri coran, serta dapat mencapai effesiensi dari segi biaya dan waktu. Karena simulasi pengecoran ini merupakan suatu fenomena yang komplek, asumsi dan batasan yang digunakan dalam simulasi pengecoran harus diperhatikan agar dapat menghasilkan hasil yang representatif 12. Disisi lain, simulasi pengecoran merupakan representasi dari suatu proses pemodelan dan kurang dapat merepresentasikan produk coran secara nyata, sehingga hasil dari simulasi perlu dilakukan analisis lebih lanjut.

Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan suatu penelitian yang memberikan gambaran mengenai proses perancangan dan simulasi pengecoran pulley aluminium. Diharapkan dengan dilaksanakannya penelitian ini, didapatkan desain coran yang optimal.

Tujuan

1. Mengetahui aliran fluida yang terjadi ketika dilakukan proses pengecoran.

2. Mendapatkan desain pulley yang optimal untuk menghasilkan kualitas produk coran yang baik

Permasalahan

1. Bagaimana mengetahui aliran fluida yang baik ketika dilakukan proses pengecoran?

2. Bagaimana mendapatkan desain yang optimal?

Metode

Metode yang digunakan dengan pendekatan simulasi menggunakan software ProCast, yakni software khusus yang dirancang untuk proses pengecoran.

Hipotesis

Dengan dilakukannya simulasi, diharapkan dapat menentukan desain pulley yang optimum untuk menghasilkan kualitas produk coran yang baik sebelum dilakukan penelitian eksperimental.

Pertemuan 9 (6 April 2020)

Video presentasi mengenai draft paper tugas akhir berisi mengenai penjelasan tentang latar belakang, tujuan, metode, pemodelan dan verifikasi.

Latar Belakang

Tujuan Penelitian

Metode Penelitian

Pemodelan

Verifikasi

Pertemuan 10 (13 April 2020)

Kuis

Berikut adalah link untuk mengunduh kuis tentang Oscillating One Dimensional System dengan dua file yang berbeda, yaitu :

1. Excel : berisi perhitungan dan grafik

2. Ms. Word : berisi initial thinking, pemodelan, perhitungan numerik, verifikasi dan pemaknaan hasil

[1]

Pertemuan 11 (20 April 2020)

Pada pertemuan kali dilakukan secara online melalui video conference berupa Zoom, dimana diberikan studi kasus berupa permasalahan One-Dimension Oscillating System dan diberikan pilihan metode antara lain :

1. Metode Finite Element atau Finite Volume

2. Metode ANN (artificial neural network) atau GA

Tugas ini dikerjakan secara berkelompok dimana saya mendapatkan kelompok yang terdiri dari Adinda Rahmah, Ilham Bagus, Maheka Restu dan Muhammad Adzanna. Hasil dari tugas yang telah kami kerjakan adalah sebagai berikut :

• 
• 
• 
• 
• 

Pertemuan 12 (27 April 2020)

Pertemuan kali ini dilakukan muhasabah terhadap diri masing-masing mahasiswa mengenai apa saja yang telah didapatkan selama perkuliahan sejauh ini dan sejauh apa perkembangan yang telah dilakukan pada masing-masing mahasiswa, dimana mencakup :

1. Memahami konsep, prinsip, thinking concept komputasi

2. Penerapan konsep/skill dalam komputasi

3. Dengan belajar, dapat lebih mengenal diri

Berikut adalah cara-cara yang tepat dalam muhasabah yang dilakukan :

1. Menunjukkan kontribusi diri

2. Menunjukkan pemahaman diri dalam komputasi

3. Menunjukkan skill/ketrampilan dalam komputasi

Pada akhir perkuliahan, Pak DAI berpesan bahwa jangan sampai setelah selesai perkuliahan tidak mendapatkan apa-apa. Dalam perkuliahan diharapkan ada suatu pembelajaran yang dapat diambil sehingga nanti kedepannya ilmu yang didapatkan akan bermanfaat baik kepada diri sendiri maupun orang lain.

Pertemuan 13 (4 Mei 2020)

Pada pertemuan kali ini, diberikan tugas yang dikerjakan secara berkelompok untuk menerjemahkan paper terkait Studi Kasus Komputasi Teknik dengan judul "Simplified Finite Elements model to represent Mass-Spring structures in dynamic simulation" yang ditulis oleh Rúbia M. Bosse dan André Teófilo Beck.

Kelompok saya yang beranggotakan Adinda Rahmah, Ilham Bagus, Maheka Restu dan Muhammad Adzanna telah menerjemahkan paper tersebut yang dapat dilihat pada [2]

Dan tugas mencari studi kasus seperti pada paper diatas yang dapat dilihat dibawah

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Pertemuan 14 (11 Mei 2020)

Pada pertemuan kali ini, mahasiswa melakukan diskusi mengenai Pressure Drop untuk mengetahui seberapa pehamaman kami dalam basic mechanics khususnya pada bidang fluid mechanics. Pertanyaan yang diberikan adalah apabila luas area (A) diperbesar maka nilai gaya (F) semakin besar, tetapi mengapa pressure loss (dP) turun ketika luas area (A) semakin besar?

Pressure drop dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan pada satu titik dengan titik lainnya pada aliran sebuah pipa. Penyebab terjadinya pressure drop karena adanya faktor-faktor seperti panjang pipa, diameter pipa, kecepatan aliran dan gesekan antar fluida yang terjadi pada pipa dengan dinding pipa itu sendiri.

Persamaan pressure drop dirumuskan sebagai berikut:

Sedangkan tegangan geser terjadi akibat adanya pergerakan relatif antar fluida akibat adanya gaya geser.

Persamaan tegangan geser dirumuskan sebagai berikut:

Lalu mengapa apabila nilai D besar maka ∆P kecil, sedangkan nilai A besar maka nilai F juga besar? Mengingat nilai D dan nilai A saling berkaitan.

Apabila diperhatikan kedua rumus diatas, dapat dilihat bahwa nilai D dengan ∆P berbanding terbalik, sehingga apabila nilai D besar maka nilai ∆P akan kecil. Sedangkan nilai A dengan nilai F berbanding lurus, sehingga apabila nilai A besar maka nilai F juga besar.

UAS (8 Juni 2020)

Pada pekan ini dilaksanakan Ujian Akhir Semester (UAS) dimana soal dan pembahasan akan dijelaskan dibawah ini

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Presentasi

Sehubungan dengan keterbatasan waktu ketika dilaksanakannya Ujian Akhir Semester dan adanya UAS yg lain, sehingga saya tidak dapat melakukan presentasi terkait "Mass Spring pada Bangunan", maka dari itu saya akan menampilkan hasil dari diskusi kami satu kelompok (Adinda, Ilham Bagus, Adzanna, Maheka) sebagai berikut :

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Kami berinisiatif untuk melakukan presentasi secara mandiri untuk mengganti keabsenan kami pada presentasi sebelumnya. Semoga dengan video ini kami dapat menggantikan presentasi sebelumnya.