Geometry Analysis

Berikut ini adalah contoh kode Python untuk melakukan analisis geometri pada desain tabung hidrogen dengan menggunakan paket SciPy:

python import numpy as np from scipy.optimize import minimize

def volume_cylinder(height, radius):

   return np.pi * radius**2 * height

def surface_area_cylinder(height, radius):

   return 2 * np.pi * radius * (radius + height)

def objective_function(x):

   height, radius = x
   return surface_area_cylinder(height, radius)

def constraint(x):

   height, radius = x
   return volume_cylinder(height, radius) - target_volume

# Inisialisasi parameter dan target volume

target_volume = 1000 # Volume yang diinginkan untuk tabung hidrogen

1. Inisialisasi batasan pada tinggi dan radius tabung

height_bounds = (1, 100) radius_bounds = (1, 50)

1. Inisialisasi nilai awal

initial_guess = [10, 5] # Misalnya, tinggi awal = 10 dan radius awal = 5

1. Definisikan batasan dan fungsi tujuan

constraint_volume = {'type': 'eq', 'fun': constraint} objective = {'type': 'min', 'fun': objective_function}

1. Optimisasi menggunakan metode SLSQP

result = minimize(objective_function, initial_guess, method='SLSQP', bounds=[height_bounds, radius_bounds], constraints=constraint_volume)

1. Output hasil optimisasi

print("Hasil Optimisasi:") print("Tinggi Tabung: {:.2f} cm".format(result.x[0])) print("Radius Tabung: {:.2f} cm".format(result.x[1])) print("Volume Tabung: {:.2f} cm^3".format(volume_cylinder(result.x[0], result.x[1]))) print("Luas Permukaan Tabung: {:.2f} cm^2".format(result.fun))

Dalam contoh di atas, kita mendefinisikan fungsi volume_cylinder() untuk menghitung volume tabung hidrogen berdasarkan tinggi dan radius, dan surface_area_cylinder() untuk menghitung luas permukaan tabung. Fungsi objective_function() adalah fungsi tujuan yang ingin kita minimalkan, yaitu luas permukaan tabung.

Selain itu, kita juga mendefinisikan fungsi constraint() untuk membatasi volume tabung agar sesuai dengan target volume yang diinginkan. Fungsi minimize() digunakan untuk menjalankan optimisasi dengan metode Sequential Least SQuares Programming (SLSQP), di mana kita memasukkan batasan dan fungsi tujuan.

Hasil optimisasi akan mencetak tinggi tabung, radius tabung, volume tabung, dan luas permukaan tabung yang optimal.