AHMAD ZIKRI

Biografi Penulis

alt text

Nama Penulis : Ahmad Zikri, S.T.

Tempat/ Tgl Lahir : Bangkinang/ 14 Maret 1996

Domisili : Bangkinang, Kab. Kampar, Riau

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Agama : Islam

Motto : "Memandang KeHIDUPan ini dengan kacaMATA IMAN" Qs.al-Baqarah:216

Pendidikan

---

2002 - 2008 : SDN 006 Pasir Sialang

2008 - 2011 : SMP Babussalam Pekanbaru

2011 - 2014 : SMA Babussalam Pekanbaru

2014 - 2018 : S-1 Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara

2019 - Sekarang : S-2 Universitas Indonesia

Fakultas/ Prodi : Teknik/Teknik Mesin

Peminatan : Konversi Energi

NPM : 1906433543

E-mail : ahmadzikri.st@gmail.com

LinkedIn : Ahmad Zikri

Instagram : ahmadzikri_st

Pengalaman Organisasi

---

• 2018 - Sekarang

Nama Organisasi : Masyarakat Ilmuwan dan Teknolog Indonesia Klaster Mahasiswa (MITI-KM)

Posisi : Departemen Riset Interdispliner dan Pendayagunaan Iptek (RIPI)

• 2017 - 2018

Nama Organisasi : Mahasiswa Muslim Mesin (3M)

Posisi : Ketua Umum

• 2017 - 2018

Nama Organisasi : Ikatan Mahasiswa Mesin (IMM)[1]

Posisi : Ketua Bidang Pendidikan

• 2016 - 2017

Nama Organisasi : Himpunan Mahasiswa Islam (HMI)[2]

Posisi : Wakil Bendahara Umum

• 2016 - 2017

Nama Organisasi : Klub Kegiatan Kreatifitas Mahasiswa Islam (K3MI) Al-Hadiid FT USU[3]

Posisi : Departemen AKPRO (Akademik Profesi)

---

GLOSARIUM

A

---

AKURAT

---

Dengan istilah ‘akurasi’, kita memaksudkan derajat pemenuhan terhadap pengukuran standar, yaitu yang mana menjangkau pengukuran aktual mendekati ukuran standar, yaitu tepat sasaran. Akurasi mengukur ketepatan dan kemiripan hasil pada waktu yang sama dengan membandingkannya terhadap nilai absolut. Oleh karena itu, semakin mendekati ukurannya, semakin tinggi level akurasi. Hal itu tegantung secara utama pada caranya; data dikumpulkan.

---

ALGORITMA

---

a. Definisi

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

b. Kapan dilakukan Algoritma?

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

c. Bagaimana melaksanakan Algoritma?

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

• Input
• Proses
• Output
• Instruksi yang jelas dan tidak ambigu
• Tujuan akhir yang ingin dicapai

d. Mengapa perlu Algoritma?

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 Anova?

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 melaksanakan Anova?

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 Anova?

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 digunakan Aritmatika Biner? 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 menggunakan Aritmatika Biner?

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 menggunakan Aritmatika Biner?

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?

Automasi dilakukan saat kebutuhan akan kecepatan dan presisi meningkat.

c. Bagaimana melaksanakan Automasi?

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

d. Mengapa perlu automasi?

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

---

B

---

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 Backpropagation?

Saat kita membutuhkan sistem yang adaptif dari suatu permasalahan.

c. Bagaimana melaksanakannya Backpropagation?

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 Backpropagation?

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

C

---

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 Constrain?

Ketika proses pembuatan table dan bisa juga setelah table dibuat.

c. Bagaimana melaksanakan Constrain?

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 Constrain?

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.

D

---

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 Deterministik?

Ketika akan menentukan pemodelan matematika.

c. Bagaimana melaksanakan Deterministik?

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 Deterministik?

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

---

DISKRITISASI

---

a. Definisi

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 Diskritisasi?

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

c. Bagaimana melaksanakan diskritisasi?

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:

• 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.
• 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 Diskritisasi?

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.

---

DISTRIBUSI NORMAL

---

a. Definis

Distribusi normal merupakan salah satu jenis distribusi dengan variable acak yang kotinu. Pada disstribusi normal terdapat kurva atau grafik yang digambarkan menyerupai bentuk lonceng.

b. Kapan dilakukan Distribusi Normal?

Ketikai ingin memodelkan fenomena kuantitatif pada ilmu alam mapun ilmu sosial. Dapat juga digunakan untuk pengujian hipotesis. Dalam ilmu statistika distribusi normal juga banyak digunakaan untuk mengasumsikan normalitas suatu data.

c. Bagaimana melaksanakan Distribusi Normal?

Dari data yang sudah dimiliki dioalah menggunakan persamaan transformasi z yang dituliskan sbb: Z=(xi-u)/a

Dimana: 
      xi= nilai batas
      u= nilai rata-rata
      a= simpangan baku

Atau jika nilai probabilitas untuk z telah diketahui maka dapat menggunakan tabel transformasi z.

d. Mengapa perlu Distribusi Normal? Untuk mengetahui nilai atau data mana yang masuk ke dalam kriteria yang telah ditentukan.

E

---

ERROR

---

Error bukan merupakan “kesalahan” melainkan perbedaan antara nilai yang terukur dengan nilai sebenarnya.

Error dapat disebabakan oleh berbagai factor seperti kesalahan dalam menentukan angka penting, kesalahan penghitungan alat, factor kelelahan, dan factor lingkungan. Secara garis besar error dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu:

• 1. Kesalahan sistematis (systematic error) cenderung menggeser semua pengukuran secara sistematis, sehingga dalam perjalanan dari sejumlah pengukuran, nilai rata-rata secara konstan bergeser atau bervariasi dalam cara yang dapat diprediksi. Penyebabnya dapat diketahui ataupun tidak diketahui, tetapi harus selalu dikoreksi ketika muncul. Misalnya, tidak ada alat ukur yang dapat dikalibrasi sempurna, sehingga ketika sekelompok pengukuran berbeda secara sistematis dari nilai standar acuan, penyesuaian nilai-nilai harus dilakukan. Kesalahan sistematis dapat diperbaiki hanya ketika “nilai sebenarnya” (seperti nilai yang diberikan untuk kalibrasi atau spesimen referensi) diketahui. Misalnya kalibrasi jarum timbangan yang secara sistematis memiliki kesalahan simpangan 100 gram
• 2. Kesalahan acak (random error) adalah komponen dari kesalahan total (total error) yang dalam perjalanan dari sejumlah pengukuran, bervariasi dalam cara yang tak terduga. Karena itu tidak mungkin untuk mengoreksi kesalahan acak.

Kesalahan acak dapat terjadi karena berbagai alasan, seperti:
 - Kurangnya kepekaan (sensitivitas) peralatan: Sebuah alat mungkin tidak mampu merespon atau menunjukkan perubahan dalam beberapa kuantitas yang 
   terlalu kecil atau pengamat mungkin tidak dapat membedakan perubahan tersebut.
 - Kebisingan (noise) dalam pengukuran: kebisingan adalah gangguan asing yang tak terduga atau acak dan tidak bisa sepenuhnya dihitung.
 - Definisi tidak tepat: Sulit untuk menentukan persis dimensi sebuah obyek. Sebagai contoh, sulit untuk menentukan panjang belalang. Dua orang 
   mungkin dapat memilih dua titik awal dan akhir yang berbeda.

F

---

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?

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 melaksanakan Feedback?

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

d. Mengapa perlu Feedback?

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.

---

FLOATING POINT

---

Floating Point adalah sebuah format bilangan yang dapat digunakan untuk merepresentasikan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil. Bilangan ini direpresentasikan menjadi dua bagian, yakni bagian mantisa dan bagian eksponen (E). Bagian mantisa menentukan digit dalam angka tersebut, sementara eksponen menentukan nilai berapa besar pangkat pada bagian mantisa tersebut (pada posisi titik desimal).

Sebagai contoh, bilangan 314600000 dan bilangan 0.0000451 dapat direpresentasikan dalam bentuk bilangan floating point: 3146E5 dan 451E-7 (artinya 3146 * 10 pangkat 5, dan 451 * 10 pangkat -7).

---

FLOW SIMULATION

---

a. Definisi

Aspek aerodinamika sebuah kendaraan menjadi salah satu parameter yang sangat penting dalam desain otomotif, karena itu berkaitan dengan timbulnya gaya hambat (drag) pada kendaraan tersebut akan mempengaruhi pada jumlah konsumsi daya listrik atau bahan bakar yang digunakan dan stabilitas hasil kali dari koefisien hambat (drag), tekanan dinamis aliran bebas dan luas permukaan.

b. Kapan dilakukan Flow Simulation?

Banyak problem didalam bidang aerodinamika yang tidak bisa diselesaikan hanya dengan perhitungan analitis dan matematis saja tetapi harus menggunakan berbagai macam eksperimen untuk membantu memecahkan permasalahan dan menunjang teori dasar yang telah ada.

c. Bagaimana melaksanakan Flow Simulation?

Pengujian terowongan angin adalah merupakan cara utama untuk mencari koefisien aerodinamik dari suatu kendaraan. Pada pengujian di terowongan angin dapat diukur gaya aerodinamik pada kecepatan angin (Vₐ) tertentu dan pada sudut serang angin (βₐ) tertentu.

d. Mengapa perlu Flow Simulation?

Sangat penting bahwa aerodinamika diterapkan selama mendesain mobil sebagai perbaikan di dalam mobil, sehingga akan mencapai kecepatan yang lebih tinggi dan efisiensi bahan bakar lebih. Untuk mencapai ini desain aerodinamis mobil dirancang lebih rendah ke tanah dan biasanya dalam desain ramping dan hampir semua sudut yang dibulatkan, untuk menjamin kelancaran aliran udara melalui bodi mobil, selain itu beberapa perangkat tambahan seperti spoiler, sayap juga melekat pada mobil-mobil untuk meningkatkan aerodinamis. Terowongan angin digunakan untuk menganalisis aerodinamis mobil, selain itu perangkat lunak juga digunakan untuk memastikan desain aerodinamis yang optimal.

G

---

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 Grid/Mesh/Cell?

Pada persamaan diferensial parsial.

c. Bagaimana melaksanakannya Grid/Mesh/Cell?

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

d. Mengapa perlu dilakukan Grid/Mesh/Cell?

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

I

---

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 Integral?

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 melaksanakan Integral?

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 Integral?

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

K

---

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 kompleksitas ruang diukur dari memori yang digunakan oleh struktur data yang terdapat dalam algoritma sebagai fungsi dari ukuran masukan n.

b. Kapan dilakukan kompleksitas?

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 melaksanakan kompleksitas?

Komplesitas komputasi dapat dilakukan dengan berbagai cara, sebagaimana berikut:

*Pencarian Nilai (Searching)
 a. Pencarian secara linear
 b. Pencarian secara biner

*Pengurutan Nilai (Sorting)
 a. Pengurutan gelembung
 b. Pengurutan dengan menyeleksi
 c. Pengurutan dengan penyisipan
 d. Pengurutan cangkang
 e. Pengurutan dengan tumpukan
 f. Pengurutan dengan penggabungan
 g. Pengurutan cepat
 h. 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?

konvergensi dilakukan pada saat sebelum dan sesudah operasi sumulasi berjalan.

c. Bagaimana melaksanakan Konvergensi?

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 Konvergensi?

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

L

---

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 Limit?

ketika menyatakan sesuatu yang nilainya mendekati nilai tertentu.

c. Bagaimana melaksanakannya Limit?

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

d. Mengapa perlu Limit?

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

N

---

NUMERIK

---

a. Definisi

Numerik merupakaan suatu hal yang berhubungan dengan angka. Dengan demikian metode numerik adalah cara sistematis untuk menyelesaikan persoalan matematika dengan operasi angka (+, -, *, /). atau metode numerik dapat diartikan: suatu cara yang sistematis untuk menyelesaikan persoalan guna mencapai tujuan yang ditentukan.

b. kapan dilakukan/digunakan Metode Numerik?

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

c. Mengapa Menggunakan Metode Numerik?

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.

O

---

OPTIMASI MULTI OBJEKTIF

---

a. Definisi

Optimasi dengan menggunakan perhitungan komputer adalah salah satu bidang Komputasi Teknik. Optimasi multi objektif adalah area pengambilan keputusan dengan berbagai kriteria yang berkaitan dengan masalah optimisasi matematika yang melibatkan lebih dari satu fungsi objektif untuk dioptimalkan secara bersamaan. Optimasi multi objektif telah diterapkan di banyak bidang ilmu pengetahuan, termasuk teknik, ekonomi dan logistik di mana keputusan yang optimal perlu diambil dengan adanya trade-off antara dua atau lebih tujuan yang saling bertentangan. Meminimalkan biaya sambil memaksimalkan kenyamanan saat membeli mobil, dan memaksimalkan kinerja sambil meminimalkan konsumsi bahan bakar dan emisi polutan kendaraan adalah contoh dari masalah optimasi multi-objektif yang masing-masing melibatkan dua dan tiga tujuan. Dalam masalah praktis, bisa ada lebih dari tiga objektif.

b. Kapan dilakukan Optimasi Multi Objektif?

Optimasi multi objektif dilakukan ketika terdapat 2, 3 atau lebih objektif yang akan dioptimalkan secara bersamaan.

c. Bagaimana melaksanakan Optimasi Multi Objektif?

Optimasi multi objektif dapat dilaksanakan dengan bantuan software komputer seperti Engineering Equation Solver (EES) dan MATLAB dengan permodelan matematis.

d. Mengapa perlu Optimasi Multi Objektif?

Optimasi multi objektif ini diperlukan karena objektif yang ada lebih dari 1, sehingga agak sulit untuk mengoptimalkannya.

P

---

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?

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 Persamaan Regresi didapat?

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

d. Mengapa perlu Persamaan Regresi?

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.

---

PRESISI

---

Presisi menggambarkan keseragaman dan pengulangan pada hasil suatu pengukuran. Presisi merupakan derajat keunggulan, pada performa dari suatu operasi atau teknik yang digunakan untuk mendapatkan hasil. Presisi mengukur tingkat yang mana hasilnya mendekati satu sama lain, yaitu ketika pengukuran berkelompok atau berkerumun bersama-sama.

Oleh karena itu, semakin tinggi level presisi semakin kecil variasi antar pengukuran. Contohnya: presisi adalah ketika satu titik yang sama ditembak, lagi dan lagi, yang mana titik yang tepat bukan hal yang penting.

PERBEDAAN ANTARA PRESISI DAN AKURAT

Perbedaan antara akurasi dan presisi bisa digambarkan secara jelas seperti di bawah ini:

• Level kecocokkan antara pengukuran aktual dan pengukuran absolut disebut akurasi. Tingkat keberagaman yang terletak pada nilai beberapa pengukuran dari factor yang sma disebut presisi.
• Akurasi menggambarkan kedekatan dari pengukuran dengan pengukuran aktual. Di sisi lain, presisi menunjukan kedekatan dari masing-masing pengukuran dengan yang lain.
• Akurasi adalah derajat kesesuaian, yaitu tingkat yang mana pengukuran adalah tepat ketika dibandingkan dengan nilai absolut. Sementara, presisi adalah derajat reprodusibilitas, yang mana menjelaskan konsistensi dari pengukuran.
• Akurasi berdasar pada factor tunggal, sedangkan presisi berdasarkan pada lebih dari satu factor.
• Akurasi adalah pengukuran perkiraan statikal sementara presisi adalah pengukuran keberagaman statistical.
• Akurasi berfokus pada kesalahan sistematik, yakti kesalahan yang diakibatkan oleh masalah pada peralatan. Sebaliknya, presisi terkait dengan kesalahan acak, yang mana terjadi secara periodic tanpa pola yang dikenali.

R

---

REGRESSION

---

a. Definisi

Regression (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 Regresi?

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 melaksanakan Regresi?

• Tentukan Tujuan dari melakukan Analisis Regresi Linear Sederhana
• Identifikasikan Variabel Faktor Penyebab (Predictor) dan Variabel Akibat (Response)
• Lakukan Pengumpulan Data
• Hitung X², Y², XY dan total dari masing-masingnya
• Hitung a dan b berdasarkan rumus diatas
• Buatkan Model Persamaan Regresi Linear Sederhana
• Lakukan Prediksi atau Peramalan terhadap Variabel Faktor Penyebab atau Variabel Akibat.

d. Mengapa perlu regression?

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

---

ROUND-OFF ERROR

---

a. Definisi Round-Off Error (Error Pembulatan)

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

b. Kapan terjadi Round Off Error?

Ketika komputer hanya bisa mempertahankan nilai yang bulat saja.

c. Bagaimana Round Off Error terjadi?

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 computer.

Contoh: 
      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

S

---

SIMPLIFIKASI

---

a. Definisi

Simplifikasi merupakan suatu pemodelan yang dilakukan dengan model sesuai skala.

b. Kapan dikakukan Simplifikasi?

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

c. Bagaimana melaksanakan Simflikasi?

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.

d. Mengapa perlu Simflikasi?

Simflikasi diperlukan untuk memudahkan dalam penyelesaian beban-beban yang akan bekerja.

---

SIMULASI

---

a. Definisi

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

b. Kapan dilakukan Simulasi?

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 melaksanakan Simulasi?

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

d. Mengapa perlu Simulasi?

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

---

STACK OVER FLOW

---

a. Definisi

Kondisi yang tidak diinginkan di mana komputer mencoba membuka program tertentu untuk menggunakan lebih memori ruang daripada panggilan stack telah tersedia atau dalam kata lain berarti ruang yang di sediakan untuk stack pointer udah penuh dan bertabrakan dengan ruang yang lain pada memory. Dalam pemrograman, panggilan stack adalah penyangga yang menyimpan permintaan yang perlu ditangani.

b. Kapan terjadi Stack Over Flow?

Stack over flow umumnya terjadi saat adanya instruksi call (pemangilan sub routine) atau ada isntruksi push (pada assembler) dan akibat dari permintaan yang berlebihan program untuk ruang memori, program (dan kadang-kadang seluruh komputer) mungkin crash . Pada Windows , kesalahan stack overflow dapat disebabkan oleh beberapa jenis malware . Risiko eksploitasi malware dapat diminimalkan dengan tetap saat ini dengan semua OS (sistem operasi) dan Program update patch.

c. Bagaimana Cara Mengatasinya Stack Over Flow?

Memory komputer bisa di perbesar, atau jangan membuka aplikasi terlalu banyak. Stack overflow sering pada pemakaian program-program grafis (CAD) seperti adobe photoshop, atau pada Autocad (Program untuk membuat rangkaian 2 dimensi dan 3 dimensi rencana garis kapal).

d. Mengapa perlu Stack Over Flow?

Stack Overflow, Jika "dibicarakan" oleh software engineer akan dikatakan sebagai Platform andalan. Mungkin bagi sebagian kita ini adalah hal yang asing. Laman ini menjadi pilihan untuk berdiskusi jika kita mengalami kesulitan dalam membuat bahasa pemrograman atau tidak mengerti. Stack overflow akan menjadi andalan. Cek di laman berikut Stack Over Flow.

---

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 Stokastik?

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 system.

c. Bagaimana melaksanakan Stokastik? 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 Stokastik?

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

V

---

VALIDASI

---

a. Definisi

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

b. Kapan dilakukan Validasi?

Validasi dilakukan setelah data sudah terkumpul.

c. Mengapa perlu Validasi? Validasi diperlukan untuk 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?

Verifikasi dilakukan sebelum sebuah model yang dibuat akan disimulasikan.

c. Bagaimana melaksanakan Verifikasi?

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 :

• Apakah kejadian telah direpresentasikan dengan benar?
• Rumus matematika dan relasi apakah sudah benar?
• Ukuran statistik apakah sudah dirumuskan dengan benar?

d. Mengapa perlu Verifikasi?

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

---

Sumber : DOWG (Diskusi Online Whatsapp Group) Komputasi Teknik S2

---

.....

Resume Pertemuan 1: Senin, 03 Februari 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Jalan gelap disangka terang
Hati gelap disangka suci
Akal bathin jadi tenang
Bila hati percaya ilahi

…

“Dimanakah posisi akal?”, ini merupakan pertanyaan awal ketika hendak memulai perkuliahan komputasi teknik bersama pak Indra atau yang biasa dikenal dengan pak DAI (Dr. Ahmad Indra). Secara keseluruhan kita akan berpendapat bahwa akal terletak di dalam otak.

Berbicara terkait posisi atau letak akal, saya pernah membaca Syarah Arbain Nawawiyyah karya Shaikh Ibnul ‘Utsaimin. Pada penjelasan hadis keenam, beliau menyatakan bahwa tempat akal sebenarnya adalah di jantung, bukan di otak; sebagaimana yang diyakini oleh kebanyakan orang selama ini. Beliau berdalil dengan Surat Al Hajj ayat 46, yang potongan artinya:

“.., sehingga hati (akal) mereka dapat memahami (berfikir), ...”Qs. al-Hajj:46

Dari ayat di atas dapat dijadikan landasan terkait dimana posisi/ letak akal yang sebenarnya. Karena pada dasarnya sains tidak pernah menyatakan bahwa akal itu tempatnya di otak, meskipun sains tidak mengingkari adanya hubungan antara akal dan otak. Inilah yang secara pesan tersirat yang saya dapatkan ketika pak DAI sampaikan juga.

Hal ini tentunya menjadi dasar ketika ketika kami hendak memulai perkuliahan komputasi teknik bersama pak DAI. Dimana setiap proses perkuliahan kedepannya, akal (hati) akan menjadi pondasi awal untuk memutuskan antara haq (benar) dan bathil (salah).

…

Defenisi Komputasi Teknik

Komputasi Teknik (Engineering Computation) atau biasa dikenal dengan metode numerik merupakan suatu cara/ teknik untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan yang diformulasikan secara matematik dengan cara operasi hitungan. Atau dengan kata lain, metode numerik merupakan suatu metode untuk menyelesaikan masalah-masalah matematika dengan menggunakan sekumpulan aritmatik sederhana dan operasi logika pada sekumpulan bilangan atau data numerik yang diberikan. Metode komputasi yang digunakan disebut algoritma. Proses penyelesaiannya mungkin memerlukan puluhan bahkan sampai jutaan operasi, tergantung pada kompleksitas masalah yang harus diselesaikan, tingkat keakuratan yang diinginkan dan seterusnya.

Pendekatan Komputasi Teknik

Pendekatan yang digunakan dalam komputasi teknik merupakan pendekatan analitis matematis. Sehingga dasar pemikirannya tidak keluar dari dasar pemikiran analitis, hanya saja teknik perhitungan yang mudah merupakan pertimbangan dalam pemakaian metode numerik. Disisi lain, algoritma yang dikembangkan dalam metode numerik adalah algoritma pendekatan maka dalam algoritma tersebut akan muncul istilah iterasi yaitu pengulangan proses perhitungan. Dengan kata lain perhitungan dengan metode numerik adalah perhitungan yang dilakukan secara berulang-ulang untuk terus-menerus memperoleh hasil yang semakin mendekati nilai penyelesaian yang sebenarnya.

Dengan menggunakan metode pendekatan semacam ini, tentunya setiap nilai hasil perhitungan akan mempunyai galat (error) atau nilai kesalahan. Kesalahan ini penting untuk dipahami dan diketahui, karena kesalahan dalam pemakaian algoritma pendekatan akan menyebabkan nilai kesalahan yang besar, tentunya ini tidak diharapkan. Sehingga pendekatan metode numerik selalu membahas tingkat kesalahan dan tingkat kecepatan proses yang akan terjadi.

Masalah-masalah matematika yang sering kita hadapi merupakan masalah matematika yang diselesaikan dengan metode analitik atau metode sejati, yaitu suatu metode yang memberikan solusi sejati atau solusi yang sesungguhnya, karena memiliki galat (error) yang bernilai nol. Tetapi penyelesaian dengan menggunakan metode analitik hanya terbatas pada masalah tertentu saja. Bila metode analitik tidak dapat lagi diterapkan, maka solusinya masih dapat dicari yaitu dengan menggunakan metode numerik. Pada metode numerik solusinya merupakan hampiran (pendekatan) terhadap solusi sejati.

Concept: Iterasi, Error, Konvergen, Akurasi, Verifikasi, Validasi

Objektive/ Tujuan:

• 1. Memahami konsep-konsep dan prinsip-prinsip di dalam komputasi teknik
• 2. Mampu untuk mengaplikasikan ilmu yang dimiliki
• 3. Lebih mengenal diri

Contents: penilaian Muhasabah (knowledge, skills, and value/adab)

…

Diakhir perkuliahan ada pesan tersirat yang disampaikan oleh pak DAI terkait orang-orang yang akan beruntung. Hal ini berlandaskan hadist Nabi yang berbunyi : “Barangsiapa yang harinya sekarang lebih baik daripada kemarin maka dia termasuk orang yang beruntung. Barangsiapa yang harinya sama dengan kemarin maka dia adalah orang yang merugi. Barangsiapa yang harinya sekarang lebih jelek daripada harinya kemarin maka dia celaka.” [4]

Jika kita memahami hadist diatas secara ilmiah dapat disimpulkan bahwa ketika kita ingin mendapatkan energi mekanik maka dibutuhkan suatu perbedaan (differential); baik itu perbedaan ketinggian/dh (energi potensial) ataupun perbedaan kecepatan/dv (energi kinetik). Jadi dapat disimpulkan “differential of something” merupakan kunci dalam hal ini. .....

Base Line Pengetahuan dan Skill Penulis Terkait Komputasi Teknik

Pada bagian ini, penulis akan berbagi pengalaman tentang pengetahuan dan skill penulis terkait komputasi teknik, khususnya seputar teknik mesin. Kita tahu bahwa bahwa sebenarnya sejak dahulu teknologi sudah ada atau manusia sudah menggunakan teknologi. Kalau manusia pada zaman dulu memecahkan kemiri dengan batu atau memetik buah dengan galah, sesungguhnya mereka sudah menggunakan teknologi, yaitu teknologi sederhana. Dengan demikian dapat kita definisikan bahwa teknologi sebagai penerapan ilmu-ilmu perilaku dan alam serta pengetahuan lain secara sistematik (terstruktur) untuk memecahkan masalah. Secara singkat, technology is the art of utilizing scientific knowledge.

Disisi lain, perkembangan teknologi sangat membantu para ilmuan untuk menyelesaian suatu permasalahan. Dalam hal ini penulis selaku seorang engineer memiliki banyak permasalahan yang diselesaikan menggunakan teknologi, khususnya dengan komputasi teknik. Pengalaman penulis terkait komputasi teknik sudah cukup banyak. Salah satunya, penulis telah melakukan perhitungan untuk menyelesaikan masalah-masalah teknik mulai dengan menggunakan excel hingga software engineering lainya seperti ANSYS Computational Fluid Dynamics (CFD), MATLAB, Turbo Pascal, dan lain-lainya.

Sekarang ini, penulis sedang melakukan penelitian dengan menggunakan metode simulasi untuk mendapatkan nilai yang optimal pada penghasilan aquades melalui proses throttling air buang pada kondensor PLTU. Disisi lain, penulis juga mengkaji atau menganalisa nilai Specific Energy Consumption (SEC) yang diperoleh dari hasil simulasi menggunakan Microsoft Office Excel yang dikombain dengan Thermodynamics Tables ADD-in 2.0.9.

Dan beberapa hari yang lalu, tepatnya pada tanggal 11/02/2020 penulis mengikusi tranning CFDSOF yang diadakan di EC 203 Ruang AHM di Kampus FTUI Depok pada jam 08:30 - 16:00 WIB. Alhamdulillah penulis banyak memperoleh ilmu-ilmu baru yang membantu dalam penyelesaian problema seputar teknik mesin, mulai dari analisa serobong asap (chimney). Jika dibandingkan dengan CFD pada umumnya, CFDSOF merupakan software yang mudah untuk digunakan. Karena fitur-fitur yang ada sesuai dengan kebutuhan yang kita butuhkan.

Resume Pertemuan 2: Senin, 10 Februari 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Pengetahuan bukan apa yang dihafalkan,
Tetapi pengetahuan adalah manfaat yang diberikan

...

Pertemuan ke-2 ini, diawali dengan merenungkan terkait “apakah ilmu ini bermanfaat?”. Ini merupakan pertanyaan yang diajukan oleh pak DAI kepada kami, selaku Mahasiswa kelas Komputasi Teknik. Secara harfiah ilmu merupakan cahaya, dan cahaya tidak akan memasuki celah (hati) yang terselubungi oleh banyaknya dosa. Jadi dapat dikatakan bahwa ilmu yang bermanfaat adalah ilmu (cahaya) yang dapat memasuki setiap celah (hati) umat yang terbentengi dengan iman. Sehingga setiap ilmu bermanfaat yang telah diperoleh, tentunya akan membuat individu tersebut terarah kepada kebaikan atau bisa membedakan mana yang haq dan bathil.

Semua perbuatan, usaha dan pencapaian yang diraih seseorang tidak akan dibawa mati. Dunia dan seisinya hanyalah sementara, ketika ia meninggal semua itu tidak akan bermanfaat baginya kecuali tiga hal. Sebagaimana dikatakan dalam hadis Nabi SAW yang artinya:

Dari Abu Hurairah r.a. berkata, Rosulullah Saw. bersabda: ”Apabila ‘anak Adam itu mati, maka terputuslah amalnya, kecuali (amal) dari tiga ini: Sedekah jariyah, ilmu yang bermanfaat dan anak saleh yang mendoakan orangtunya”. (HR Muslim)

Disisi lain, selama kita melangkah di muka bumi Allah SWT ini banyak harapan dan do’a yang kita panjatkan untuk kelancaran aktivitas kita. Terkadang apa yang terjadi tidak sesuai dengan apa yang kita harapakan. Akan tetapi, satu hal yang mesti kita yakini bahwa apa yang Allah telah berikan merupakan sesuatu yang terbaik waulapun sebenarnya diluar dari apa yang kita harapakan. Sebagaimana dalam firman Allah dalam al-Qur’an:

كُتِبَ عَلَيْكُمُ الْقِتَالُ وَهُوَ كُرْهٌ لَكُمْ ۖ وَعَسَىٰ أَنْ تَكْرَهُوا شَيْئًا وَهُوَ خَيْرٌ لَكُمْ ۖ وَعَسَىٰ أَنْ تُحِبُّوا شَيْئًا وَهُوَ شَرٌّ لَكُمْ ۗ وَاللَّهُ يَعْلَمُ وَأَنْتُمْ لَا تَعْلَمُونَ

“Diwajibkan atas kamu berperang, padahal berperang itu adalah sesuatu yang kamu benci. Boleh jadi kamu membenci sesuatu, padahal ia amat baik bagimu, dan boleh jadi (pula) kamu menyukai sesuatu, padahal ia amat buruk bagimu; Allah mengetahui, sedang kamu tidak mengetahui.”(Qs. al-Baqarah: 216)

Dalam ayat ini ada beberapa hikmah dan rahasia serta maslahat untuk seorang hamba. Karena sesungguhnya jika seorang hamba tahu bahwa sesuatu yang dibenci itu terkadang membawa sesuatu yang disukai, sebagaimana yang disukai terkadang membawa sesuatu yang dibenci, iapun tidak akan merasa aman untuk tertimpa sesuatu yang mencelakakan menyertai sesuatu yang menyenangkan. Dan iapun tidak akan putus asa untuk mendapatkan sesuatu yang menyenangkan menyertai sesuatu yang mencelakakan. Ia tidak tahu akibat suatu perkara, karena sesungguhnya Allah yang mengetahui sesuatu yang tidak diketahui oleh hamba.

---

Sinopsis Skripsi

Judul Skripsi : Analisa dan Uji Eksperimental Performansi Alat Penukar Kalor Jenis Radiator Kendaraan Berkapasitas Mesin 1000 cc

Sinopsis:

alt text

Radiator merupakan komponen yang sangat penting dari mesin kendaraan yang digunakan sebagai sistem pendingin, terkhususnya radiator pada mesin mobil yang berfungsi untuk mendinginkan air pendingin yang telah menyerap panas dari mesin dan kemudian panas tersebut akan ditransfer ke udara yang dialirkan oleh kipas radiator. Pada penelitian ini bertujuan untuk menganalisa dan menguji secara eksperimental performansi alat penukar kalor jenis radiator kendaraan berkapasitas mesin 1000 cc. Berdasarkan hasil analisis disimpulkan bahwa koefisien perpindahan panas menyeluruh terbesar terjadi pada laju aliran udara 125,8x10-3 m3/s, yaitu sisi udara (dingin) Uc = 71,48 W/m2K, dan sisi air (panas) Uh = 353,32 W/m2K. Sedangkan laju aliran udara optimum terjadi pada laju aliran udara 125,8x10-3 m3/s juga. Dimana pada kondisi ini memiliki koefisien perpindahan panas menyeluruh cukup besar dan efektivitas tidak terlalu rendah yaitu Uc = 71,48 W/m2K dan ε = 69%. Pada segala kondisi, secara eksperimental temperatur air keluar dan udara keluar melalui radiator didapatkan rata-rata sebesar 72,5oC dan 67,1oC.

...

Diakhir perkuliahan ada pesan tersirat yang disampaikan oleh pak DAI terkait manusia itu makhluk yang selalu memiliki keluh kesah. Hal ini kita tahu bahwa dalam surat al-Ma’aarij ayat 19 yang artinya:

“Sesungguhnya manusia diciptakan bersifat keluh kesah lagi kikir.”(Qs. al-Ma’aarij: 19)

Disadari maupun tidak, mengeluh adalah sifat dasar manusia yang timbul saat ia tertimpa masalah atau dalam kesempitan. Manusia adalah makhluk yang berakal budi. Makhluk yang Allah SWT sempurnakan dalam penciptaannya. Allah SWT telah mengutus manusia di dunia ini untuk senantiasa memakmurkan dunia, sehingga terciptalah kehidupan. Harus kita sadari bahwa sifat manusia itu mencakup dua sisi, yaitu sisi baik (sebagaimana mewarisi sifat malaikat) dan sisi buruk (sebagaimana mewarisi sifat setan yang suka membangkang). Apabila manusia mengikuti sifat malaikat, maka ia berpotensi untuk menjadi makhluk terbaik di sisi Allah SWT, namun sebaliknya jika ia mewarisi sifat setan maka ia berpotensi lebih buruk dari hewan sekalipun.

.....

Presentasi Sinopsis Skripsi

Berikut ini adalah bahan presentasi sinopsis skripsi saya dalam bentuk slideshow.

• 
• 
• 
• 
• 
• 

Resume Pertemuan 3: Senin, 17 Februari 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Manusia merupakan makhluk dinamis

KEM (Ketidaktahuan, Egois, Malas) merupakan malasah yang kita harus hadapi 

Iman menjadi kunci utama dalam kehidupan ini

...

Pada pertemuan ini, ada satu statement yang disampaikan oleh pak DAI bahwa manusia tidak pernah tahu angka 1,2,3,… kita hanya bias menyebutkannya saja. JIka kita telusuri kenapa demikian?

Misalnya: Jika terdapat persamaan f(y)= ((X^2-1))/((X-1)), dengan nilai x=1, bila dalam penyelesaian sebuah fungsi dengan hasil nol, maka penyelesaian dilakukan dengan menggunakan limit (Andi Hakim Nasution dkk, 1994). hasil nol tersebut lebih lanjut dapat diuraikan sebagai berikut:

F(y)= ((X^2-1))/((X-1)) = ((1^2-1))/((1-1))= 0/0 bukan merupakan nilai (tidak terdefinisi), sehingga diperlukan penyelesaian dengan metode lain yang meliputi:

Metode pemfaktoran limit fungsi.

Dengan alasan bahwa untuk medapatkan hasil nilai x yang mendekati 1, dengan penyelesaian sebagai berikut:

= lim (X→1)=⁡((X^2-1))/((X-1))

=lim (X→1)⁡ = (X+1)(X-1))/((X-1))), menjadi

= x+1

= (1+1)

= 2

Metode limit dalil L’Hospital

Bernard V. Zandy dan Jonathan J. White, (2004), dengan dalil L’Hospital dapat dilakukan untuk menyelesaikan limit pembagian fungsi f(x)/g(x) yang tidak terdefinisi. Dengan kata lain jika f(x)/g(x) = 0 atau tak terhingga, maka limit pembagian fungsi dapat dilkukan dengan penyelesaian fungsi limit hasil bagi turunannya. Dimana dalam penyelesaian dengan metode L’Hospital, dapat dijelaskan sebagai berikut:

= 〖 lim〗┬(X→1)⁡〖(f (x))/(g(x))〗 = 〖 lim〗┬(X→1)⁡〖(f' (x))/(g'(x))〗

= 〖 lim〗┬(X→1)⁡〖((X^2-1))/((X-1) )〗 =〖 lim〗┬(X→1 )⁡〖2X/1〗

= ((2.1))/((1))

= 2

Pemodelan (Modelling)

Berbicara terkait pemodalan, khususnya di komputasi teknik, hal ini telah disinggung diawal perkuliahan. Dimana pemodelan (modelling) dilakukan dengan pemahaman pada konsep berfikir (concept of thinking) untuk mencari hal yang baru dan bermanfaat bagi kehidupan manusia. Dalam konsep pemodelan (modelling concept) tidak hanya berhenti pada konsep definisi saja, akan tetapi akan terus dikaji pada semua aspek/jenis kebutuhan sesuai kebutuhan manusia. Dengan demikian, ini akan memberikan peluang untuk terus mengkaji pada kemanfaatan bagi manusia. Pembelajaran tersebut dilakukan pada berbagai disiplin ilmu seperti: biologi, kesehatan, design manufacture, fisika, kimia, electrical, serta juga pada bidang mechanical.

Untuk meningkatkan kemampuan dalam mengkaji hal tersebut, maka diperlukan gaya yang menjadi latar belakang dalam penyiapan modelling untuk menyerderhanakan permasalahan yang akan diselesaikan yang bersifat rumit. Pemodelan (modelling) tersebut dilakukan dengan model fisik, maupun dengan model komputasi yang dilakukan dengan model-model matematika (mathematical models). Seperti halnya pada 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 (numerical method). Model tersebut didasarkan pada persepsi, yang berlandasan 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.

Dalam islam sendiri juga telah dibahas terkait kaidah, ini identik dengan sikap ghuluw (melampaui batas atau berlebih-berlebihan) dalam agama adalah sikap yang tercela dan dilarang oleh syariat. Sikap ini tidak akan mendatangkan kebaikan bagi pelakunya, juga tidak akan membuahkan hasil yang baik dalam segala urusan. Sebagaimana dalam firman Allah SAW yang artinya:

“Hai orang-orang yang beriman, janganlah kamu haramkan apa-apa yang baik yang telah Allah halalkan bagi kamu, dan janganlah kamu melampaui batas. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang-orang yang melampaui batas.” (QS: al-Ma’idah: 87)

Dan masih banyak lagi dalil-dalil al-Qur’ân dan Sunnah yang memperingatkan dan mengharamkan ghuluw atau sikap melampaui batas tersebut. Allah Azza wa Jalla berfirman juga dalam surah al-Ma’idah ayat 77 yang berbunyi:

قُلْ يَا أَهْلَ الْكِتَابِ لَا تَغْلُوا فِي دِينِكُمْ غَيْرَ الْحَقِّ وَلَا تَتَّبِعُوا أَهْوَاءَ قَوْمٍ قَدْ ضَلُّوا مِنْ قَبْلُ وَأَضَلُّوا

Katakanlah: “Hai Ahli Kitab, janganlah kamu berlebih-lebihan (melampaui batas) dengan cara tidak benar dalam agamamu. Dan janganlah kamu mengikuti hawa nafsu orang-orang yang telah sesat dahulu (sebelum kedatangan Muhammad) dan mereka telah menyesatkan kebanyakan (manusia), dan mereka tersesat dari jalan yang lurus”. (Qs. al-Ma`idah:77)

...

Kalasifikasi Pemodelan Komputasi

Ada tiga model dasar komputasi teknik, diantaranya fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi. Menurut yunus (2012), ada tiga model matematika:

1. Model Fungsional

Model fungsional terdiri dari satu set nilai, fungsi, dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi ini dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi tersebut sebagai hasil (higher-order function). Suatu program adalah kumpulan definisi fungsi sedangkan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.

Contoh model fungsional : Fungsi linier y = 5x + 7 dapat didefinisikan sebagai berikut fx = 5*x + 7.

2. Model Logika

Model logika menjadi sangat penting karena telah dikembangkan dari ratusan tahun yang lalu dan sebagai bentuk metode dasar dari sebagian besar metode penyelesaian masalah. Model ini terdiri dari satu set nilai, definisi hubungan, dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti (suatu urutan kesimpulan).

Contoh model logika : Fungsi linier y = 5x + 7 dapat didefinisikan sebagai berikut F(X,Y) if Y is 5*x + 7. 

Note: Model logika penting karena merupakan perumusan proses pemberian alasan dan itu berhubungan dengan relatioanl database dan expert system.

3. Model Imperatif

Model imperatif terdiri dari satu set nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.

Contoh model imperatif : Fungsi linier y = 5x + 7 dapat didefinisikan sebagai berikut y:= 5*x +7. 

Note: Model imperatif penting karena model berubah dan perubahan adalah bagian dari lingkungan. Model imperatif merupakan pendekatan yang paling tepat untuk pemodelan perangkat keras yang mengeksekusi program.

....

Tahapan dalam Pemodelan (Modelling)

Adapun beberapa tahapan dalam pemodelan komputasi teknik dapat dilihat pada gambar diagram berikut ini:

alt text

1. Identifikasi Masalah

Identifikasi Masalah merupakan suatu langkah untuk menentukan apa saja yang menjadi permasalahan, sehingga memudahkan kita untuk mengetahui bagaimana metode penyelesaian atau model matematikanya.

Contohnya: dalam pembuatan pesawat, maka permasalahan yang ada adalah bagaimana geometri atau bentuk dari pesawat tersebut serta material apa yang akan digunakan nantinya. Oleh karena itu, diperlukan suatu kajian yang dilakukan secara terintegrasi dari beberapa aspek, seperti keselamatan, kekuatan, serta ketahanan terhadap beban. Dengan demikian, untuk dapat mewujudkan hal yang diinginkan maka diperlukan beberapa asumsi. Dimana asumsi-asumsi tersebut dibuat berdasarkan pada kemampuan brainware (manusia/analist) maupun pada Software dan Hardware. Permasalahan tersebut juga dapat berupa permasalahan yang ada saat ini (existing) maupun permasalahan yang diprediksi akan terjadi nantinya apabila upaya solusinya tidak dilakukan.

2. Analisa Awal (Hipotesis)

Analisis awal merupakan suatu pemikiran dasar yang dilakukan untuk mencari jawaban sementara berupa hipotesa-hipotesa. Pada dasarnya, semua hasil penelitian adalah hipotesis kecuali Kitab Suci al-Quran yang merupakan sebuah tesis sejati (The Thrully Theses). Seperti halnya dalam falsafah kehidupan, misalnya: dalam konteks pemaknaan untuk mencari keridhoan Allah SWT, maka diperlukan keikhklasan sehingga mendapatkan hasil yang tak terhingga (infinity).

Keikhlasan merupakan suatu hal yang penting dalam menjalankan suatu amalan. Karena tanpa adanya keikhlasan, amalan yang dilakukan insan akan hilang sia-sia. Dan betapa ruginya seseorang yang beramal dengan susah payah, apabila pada akhirnya ia harus tidak mendapatkan apa-apa dari segala yang telah diusahakannya. Namun pada sisi yang lain, setiap insan akan merasa bahwa dirinya masih teramat jauh dari nilai-nilai ikhlas. Mulai dari ucapannya, pandangannya, pendengarannya, gerak-geriknya, tingkah lakunya, amalan-amalan ibadahnya, dan lain sebagainya. Hingga jika dikalkulasikan secara keseluruhan akan melahirkan sebuah kesimpulan bahwa dirinya belum ikhlas. Di sinilah muncul permasalahan lainnya. Karena Allah SWT tidak akan menerima amalan hamba-Nya yang tidak ikhlas. Allah akan melepaskan diri-Nya dari amalan-amalan seperti ini, kepada orang yang diriyai hamba-Nya tersebut.

Apabila kondisinya seperti ini, maka apalagi yang diharapkan seorang insan, jika semua amalannya ditolak Allah SWT. Sementara ia telah merasa berjerih payah mengerahkan tenaga dan keringatnya bahkan juga darah guna mengabdikan dirinya menegakkan kalimatullah. Melihat kondisi yang seperti ini, agaknya merupakan hal yang sangat urgen guna lebih memahami hakekat keikhlasan. Karena berangkat dari adanya pemahaman, implementasi pada pengamalannya memiliki prosentase kesahihan yang lebih besar. Namun jika beramal yang dilandasi pijakan pemahaman yang tidak utuh, maka prosentase pengimplementasiannya juga akan lebih besar pada kekeliruan. Untuk itulah, agaknya tidak bijaksana bila meninggalkan makna dari hakikatnya.

3. Algoritma

Algoritma secara singkat dapat didefinisikan sebagai langkah-langkah sistematis dan Logis dalam menyelesaikan suatu masalah. Dengan konsep algoritma maka suatu permasalahan harus diselesaikan secara Sistematis, Logis dan bisa diuji benar atau salahnya. Karena Algoritma adalah sebuah konsep, maka tentu setiap orang bisa mempunyai algoritma yang berbeda-beda terhadap masalah yang sama.

Contohnya: ada suatu permasalahan X dan solusinya adalah Y, maka setiap orang bias mendapatkan Y dengan algoritma mereke masing-masing, tidak harus sama akan tetapi menghasilkan output yang sama yaitu Y. 

Pada prakteknya penerapan algoritma haruslah efisien. Efisien disini artinya Cepat, Tepat dan Simple. Seperti kasus membuat Software komputer, Software yang dibuat dengan algoritma yang baik akan menghasilkan software yang efisien, tidak banyak bugs dan tidak makan banyak memory yang tidak perlu.

4. Model Komputasi

Pada model komputasi dapat diklasifikasikan pada tiga model dasar komputasional yaitu sebagai berikut.

• a. Model fungsional terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi serta komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil (higher-order function). Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi, dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi itu sendiri.

• b. Model logika terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Suatu program terdiri dari definisi hubungan, dan suatu komputasi adalah suatu bukti dari urutan kesimpulan.

• c. Model Imperatif terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas. Hal ini bertujuan untuk memodifikasi pernyataan. Dan pernyataan adalah bagian pasangan nilai-nilai dari konstanta dan variabel. Suatu program terdiri dari urutan tugas, dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.

Adapun terkait satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, maka masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.

5. Eksekusi Model Komputasi

Eksekusi merupakan suatu tindakan untuk menjalankan model simulasi. Dalam menjalankan model simulasi perlu mengikuti model ilmiah yang dapat diterima oleh akal. Hal tersebut dilakukan dengan model-model analisis yang didasarkan pada kaidah teori yang telah dilakukan pada saat analisa awal (hipotesis) dan dalam pemodelan komputasi (computation modelling).

6. Hasil ; Validasi, Verifikasi

Untuk mendapatkan hasil yang baik berdasarkan validasi dan verifikasi yang telah dilakukan, serta dalam pemodelanya tersebut dibuat sederhana. Dimana semakin sederhana model tersebut, maka akan mempermudahkan dalam membuat sebuah model penyelesaian permasalahan. Apabila hasil yang diperoleh tidak memenuhi kaidah yang ada, maka diperlukan feed back untuk mengkaji nya. Pengkajian ini terkait adakah terjadi kesalahan pada asumsi awal (hipotesis) atau pada konsep model matematikanya hingga didapatkan hasil yang sebenarnya.

Contohnya: dalam penyusunan model kerangka pesawat, diperlukan teori yang pendukung, seperti perlu diketahui bagaimana beban yang akan bekerja (mulai dari displacement, torsi, dll.), serta bagaimana regangan (strain) yang akan terjadi yang didasarkan pada tegangan (stress). Untuk mewujudkan hal tersebut, maka diperlukan konsep berfikir (thinking concept) yang rasional pada kondisi yang terhingga (finite).

7. Laporan hasil (final report)

Laporan hasil merupakan laporan yang disajikan dengan melakukan beberapa pertimbangan terhadap fenomena secara ilmiah dan kondisi nyata dilapangan, sehingga dapat menghasilkan data yang komprehensif, melalui hasil verifikasi dan validasi. Dimana verifikasi adalah suatu 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, sedangkan validasi adalah suatu tindakan untuk memastikan model persamaan yang digunakan sudah benar atau pengujian kebenaran atas sesuatu yang telah diperoleh.

...

Pemodelan Komputasi Terkait Skripsi (Project Tugas Besar)

Penulis : Ahmad zikri

Judul Tugas Akhir : Analisa dan Uji Eksperimental Performansi Alat Penukar Kalor Jenis Radiator Kendaraan Berkapasitas Mesin 1000 cc

Adapun beberapa tahapan dalam pemodelan komputasi teknik terkait Skripsi yang menjadi Project Tugas Besar dalam matakuliah Komputasi Teknik adalah sebagai berikut.

1. Identifikasi Masalah

Radiator merupakan komponen yang sangat penting dari mesin kendaraan yang digunakan sebagai sistem pendingin. Pada mesin, umumnya air adalah media perpindahan panas. Untuk sistem pendingin ini, panas yang berlebih akan dilepaskan melalui pendingin yang beredar di sekitar perangkat. Air disekitar perangkat menjadi panas kemudian air yang panas didorong oleh pompa menuju alat penukar kalor (APK). Penambahan sirip merupakan salah satu pendekatan untuk meningkatkan laju pendinginan radiator. Dan ini berfungsi untuk menyediakan area perpindahan panas yang lebih besar dan meningkatkan koefisien perpindahan panas konveksi udara.

Secara singkat, keefektifan sebuah APK (Alat Penukar Kalor) yakni radiator sangat penting untuk diperhatikan, mulai dari pengaruh laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator dengan perpindahan panas menyeluruh sisi udara (fluida dingin) maupun sisi air (fluida panas), pengaruh laju aliran udara terhadap efektivitas radiator yang dipakai pada motor bakar serta laju aliran udara yang optimal terhadap penurunan temperatur pada radiator. Dalam hal ini, penulis akan membahasnya secara terperinci terkait hal tersebut.

Terkait Project Tugas Besar ini, penulis akan mencoba untuk melakukan analisa secara numerik (Engineering Computation) untuk memprediksi temperature outlet air radiator dan temperature outlet udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator.

Sebelumnya penulis ingin membatasi masalah dalam penelitian ini yaitu sebagai berikut:
  1. Radiator yang digunakan adalah Radiator Daihatsu Ayla 1000 cc.
  2. Laju aliran udara divariasikan dengan 7 laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator yaitu dengan frekuensi 
     blower 17 Hz, 22 Hz, 27 Hz, 32 Hz, 37 Hz, 42 Hz, dan 47 Hz.
  3. Debit air yang masuk ke radiator konstan yakni 7 lpm (12x10-5m3/s), dengan temperatur 80oC.

2. Analisa Awal (Hipotesis)

Perpindahan panas yang terjadi sangat bergantung pada karakteristik inti radiator. Cairan pendingin (air) yang dipompakan masuk ke dalam radiator pada temperatur ± 80oC akan melepaskan kalornya akibat adanya perbedaan temperatur yang lebih rendah yaitu antara temperatur air dengan dinding pipa radiator bagian dalam, yang berpindah secara konveksi. Selanjutnya perbedaan temperatur yang lebih rendah antara dinding pipa bagian dalam dengan dinding pipa bagian luar akan memicu terjadinya perpindahan panas secara konduksi, dan perpindahan panas dengan cara yang sama akan diteruskan lagi pada sirip-sirip yang sengaja disambungkan pada dinding pipa bagian luar. Untuk mendapatkan penyerapan panas air yang diinginkan maka dengan bantuan kipas (fan), udara ditiupkan pada arah menyilang terhadap radiator sehingga perbedaan temperatur antara sirip dan dinding pipa bagian luar terhadap udara tersebut kembali memicu terjadinya perpindahan panas secara konveksi.

Untuk mengetahui perpindahan panas menyeluruh pada sistem ini adalah suatu keharusan untuk mengetahui sifat-sifat fisis fluida kerjanya, dalam hal ini air dan udara. Sifat-sifat fisis tersebut dapat ditinjau melalui temperatur sebelum dan sesudah masuk radiator. Variasi temperatur pada lapisan batas dapat mempengaruhi laju perpindahan panas, namun ini dapat ditangani dengan mengevaluasi semua sifat pada temperatur rata-rata. Dan temperatur rata-rata pada aliran eksternal (sirip dan dinding luar pipa radiator) dapat diperoleh dan laju aliran massa fluida yang mengalir melalui radiator juga dapat dihitung.

3. Algoritma

Adapun langkah-langkah sistematis dan logis dalam menyelesaikan penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Parameter perhitungan luas perpindahan panas

b. Analisa perpindahan panas pada sisi air

c. Analisa perpindahan panas pada sisi udara

d. Analisaperpindahan panas menyeluruh

e. Efektivitas alat penukar kalor

4. Model Komputasi

Dengan batasan masalah diatas akan memudahkan penulis untuk menyelesaikan model komputasi dalam Project Tugas Besar ini. Untuk pemodelan komputasi yang akan digunakan adalah sebagai berikut:

a. Parameter Perhitungan Luas Perpindahan Panas

---

Untuk menentukan parameter-parameter luas perpindahan panas perhatikan Gambar 1. berikut.

Dari Gambar 1. geometri radiator di atas, maka perhitungan berbagai luasan permukaan perpindahan panas yang relevan dalam pengujian untuk kerja radiator adalah sebagai berikut.

Dimana :
 L 	 = Panjang Radiator (m)
 H 	 = Tinggi Radiator (m)
 T_(l,o) = Panjang pipa bagain luar (m)
 T_(l,i) = Panjang pipa bagain dalam (m)
 N_t	 = Jumlah pipa
 F_l  	 = Panjang sirip (m)
 F_t 	 = Tebal sirip (m)
 N_f	 = Jumlah sirip
 T_(w,o) = Lebar pipa bagian luar (m)
 T_(w,i) = Lebar pipa bagian dalam (m)
 T_p	 = Tube pitch (m)
 F_d  	 = Kedalaman sirip (m)

b. Analisa Perpindahan Panas Pada Sisi Air

---

Untuk analisis sisi air menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut:

Dimana :
 〖ReD〗_ht = Bilangan Reynolds sisi air
 D_ht	= Diameter hidrolik pipa (m)
 (μ_h ) ̅ = Viskositas dinamik (N.s/m2)
 G	= Kecepatan massa (kg/m2.s)
 (m_h ) ̇   = Laju aliran massa air (kg/s)
 A_(ff,h) = Luas aliran bebas pada sisi air (m2)
 〖Nu〗_h = Bilangan Nusselt sisi air
 〖ReD〗_ht = Bilangan Reynolds sisi air
 〖Pr〗_h = Bilangan Prandtl sisi air
 D_ht	= Diameter hidrolik pipa (m)
 f_i	= Faktor koreksi
 T_h	= Panjang pipa (m)
 f_i	= Faktor koreksi
 h_h	= Koefisien perpindahan panas sisi air (W/m2.K)
 k_h	= Konduktivitas termal sisi air (W/m.K)

c. Analisa Perpindahan Panas Pada Sisi Udara

---

Untuk analisis sisi udara menggunakan persamaan-persamaan sebagai berikut:

Dimana :
 〖Re〗_Lp = Bilangan Reynolds sisi udara
 (m_c ) ̇ = Laju aliran massa udara (kg/s)
 L_p	= Louver pitch (m)
 (ρ_c ) ̅ = Massa jenis udara (kg/m3)
 A_(ff,c) = Luas aliran bebas (free flow area) pada sisi udara (m2)
 〖 ϑ〗_c = Viskositas kinematik (m2/s)
 h_c	= Koefisien perpindahan panas sisi udara (W/m2K)
 〖Nu〗_c = Bilangan Nusselts sisi udara
 k_t	= Konduktivitas termal pipa (W/m.K)
 L_l	= Panjang louver (m)
 F_l  	= Panjang sirip (m)
 F_t 	= Tebal sirip (m)
 F_p  	= Pitch sirip (m)
 T_w	= Lebar pipa (m)
 T_p  	= Pitch pipa (m)

d. Analisa Perpindahan Panas Menyeluruh

---

Perpindahan panas menyeluruh (U), untuk sistem radiator juga dapat dianalogikan seperti aliran listrik seperti pada Gambar 2 berikut ini.

alt text

Dari analogi listrik untuk perpindahan panas pada radiator di samping, maka tahanan termal total yang terjadi pada radiator yaitu:

Dimana :
 R_tot	= Tahanan termal total (W)
 R_twall = Tahanan termal pada dinding (W)
 R_tSnPb = Tahanan termal pada solder (W)
 h_h	= Koefisien perpindahan panas sisi air (W/m2.K)
 h_c	= Koefisien perpindahan panas sisi udara (W/m2K)
 k_c	= Konduktivitas termal sirip (W/m.K)
 m	= Parameter sirip
 F_l  	= Panjang sirip (m)
 F_t 	= Tebal sirip (m)
 A_h 	= Luas perpindahan panas total pada sisi air (m2)
 A_f 	= Luas perpindahan panas pada sirip (m2)
 A_c	= Luas perpindahan panas total pada sisi udara (m2)

e. Efektivitas Alat Penukar Kalor

---

Efektivitas alat penukar kalor merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam mendesain penukar kalor. Hal ini disebabkan karena parameter efektivitas tersebut merupakan suatu gambaran untuk kerja sebuah penukar kalor . Panas yang dipindahkan ke fluida dingin harus sama dengan panas yang diserahkan dari fluida panas. Dimana efektivitas penukar kalor (heat exchange effectiveness) dapat juga didefinisikan sebagai berikut:

Efektivitas = ε= (Perpindahan panas nyata)/(perpindahan panas maksimum yang memungkinkan)

Perpindahan panas yang sebenarnya (actual) dapat dihitung dari energi yang dilepaskan oleh fluida panas atau energi yang diterima oleh fluida dingin. Menurut J.P. Holman untuk penukar kalor aliran lawan arah yaitu:

Dimana untuk menentukan perpindahan panas maksimum bagi penukar kalor kompak ini, maka pertama-tama harus memahami bahwa nilai maksimum akan didapat bila salah satu fluida mengalami perubahan suhu sebesar beda suhu maksimum yang terdapat dalam penukar kalor kompak ini yaitu selisih antara suhu masuk fluida panas dan fluida dingin. Fluida yang mungkin mengalami beda suhu maksimum ini ialah yang nilai m ̇ c-nya minimum, karena neraca energi mensyaratkan bahwa energi yang diterima oleh fluida yang satu mesti sama dengan energi yang dilepas oleh fluida yang satu lagi. Jika fluida yang mempunyai nilai m ̇ c yang lebih besar yang akan dibuat mengalami beda suhu maksimum, maka tentu fluida yang satu lagi akan harus mengalami perubahan suhu yang lebih besar dari maksimum, dan ini tentu saja tidak mungkin.

.....

Extended Abstract

Project Title : Performance Optimization of Compact Heat Exchanger on Radiator Vehicle Type with 1000 cc Engine Capacity

Extended Abstract:

The radiator is a very important component of a vehicle's engine which is used as a cooling system, especially the radiator on a car engine that functions to cool the cooling water that has absorbed heat from the engine and then the heat will be transferred to the air flowed by the radiator fan. The addition of fins is one approach to increase the cooling rate of the radiator. And this serves to provide a greater heat transfer area and increase the air convection heat transfer coefficient.
In short, the effectiveness of an heat exchanger that is a radiator is essential to note, starting from the influence of the flow rate of air flowing perpendicular to the cross-section of the radiator by the overall heat transfer of the airside (cold fluid) and waterside (hot fluid), the effect the airflow rate to the effectiveness of the radiator used on the combustion engine as well as the optimal airflow rate to the temperature drop on the radiator. In this study aims to optimize the performance of the compact heat exchanger on radiator vehicle type with 1000 cc engine capacity. This paper uses a simulation method, which is carried out numerically (engineering computation) to predict the radiator water outlet temperature and the outlet temperature of the air flowing perpendicular to the radiator cross-section.

.....

Resume Pertemuan 4: Senin, 24 Februari 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Dalam laut bisa diduga
Tapi dalam hati mana ada yang tahu

...

QUIZ I

Pada pertemuan ke-4 ini, kami mahasiswa komputasi teknik mengikuti quiz secara tiba-tiba. Dimana soal yang diberikan merupakan tolak ukur pemahaman mahasiswa/i dalam kelas komputasi teknik. Sebelumnya berikut sedikit lampiran dalam bentuk slideshow dari hasil Quiz yang telah saya kerjakan.

• 
• 
• 

Namun yang menjadi pertanyaannya adalah kenapa soal-soal quiz yang diberikan berkaitan dengan matematika teknik?.

Menurut saya, dari problema inilah kita bisa memahami bahwa seseorang yang mendalami engineering harus bagus dalam matematika. Berbicara tentang matematika itu sendiri, ia terbagi menjadi tiga cabang utama: aljabar (algebra), geometry, dan kalkulus. Wikipedia mendefinisikan ketiga cabang matematika ini dengan sangat baik: “Algebra is the study of operations and their application to solving equations, geometry is the study of shape, and calculus is the study of change.”

Disisi lain, ilmu matematika yang pertama kali harus dikuasai adalah aljabar, termasuk didalamnya aljabar matriks. Kalau sudah menguasai aljabar, seseorang bisa belajar geometri dan atau kalkulus. Dalam engineering, kalkulus adalah tool yang “wajib” dikuasai, karena hampir semua permasalahan dalam engineering dirumuskan dalam fungsi-fungsi kalkulus. Tidak terkecuali mechanical engineering. Dalam mechanical enginnering, hampir semua permasalahan mekanika baik itu statika, kinematika, maupun dinamika dirumuskan dalam fungsi-fungsi kalkulus.

Singkatnya, sekarang saya akan menggambarkan bagaimana matematika, khususnya kalkulus, berperan dalam mechanical engineering. Pertama-tama, suatu permasalahan dikenali dan diidentifikasi. Selanjutnya, yang harus dilakukan adalah memodelkan permasalahan tersebut dalam model matematika. Hanya dengan cara inilah, permasalahan tersebut nanti akan bisa dicari solusinya secara tepat dan terukur.

Permasalahan dalam dunia riil selalu kompleks. Variabel-variabel yang ada selalu banyak. Karena itulah, dalam proses pembelajaran biasanya variabel-variabel dipersempit (dikurangi). Ini sebenarnya dilakukan dengan melakukan asumsi-asumsi pada variabel-variabel yang “diabaikan”. Dengan mempersempit (mengurangi) variabel, model matematika yang dihasilkan akan lebih sederhana, sehingga lebih mudah dipecahkan, bahkan dengan matematika yang sederhana. Namun dalam kenyataannya, sekali lagi, variabel-variabel dalam permasalahan riil sangatlah banyak. Akibatnya, model matematika yang dihasilkan pun menjadi kompleks. Tantangannya kemudian adalah bagaimana menyelesaikan (mencari solusi) model matematika yang kompleks tadi.

Sebenarnya, cara paling eksak untuk menyelesaikan suatu model matematika adalah penyelesaian secara analitis. Ini artinya, kita ambil kertas dan bolpoin, lalu kita selesaikan model matematika tersebut dengan mengutak-atik fungsi-fungsi yang ada, berdasarkan rumus-rumus matematika yang telah ada. Namun jika suatu model matematika sudah cukup kompleks, akan sangat sulit mencari penyelesaian akhirnya (angka terakhir). Dalam kondisi seperti inilah, penyelesaian secara numerik menjadi pilihan terbaik. Hanya saja, penyelesaian numerik sebetulnya adalah suatu aproksimasi. Akan ada sedikit error dari nilai eksak yang sebenarnya, namun berbagai metode numerik telah ditemukan untuk memperkecil error tersebut sekecil-kecilnya sehingga besarnya error menjadi “tidak signifikan”.

Adapun kelebihan yang paling menonjol dari metode numerik ini adalah: bisa mengeksploitasi “kecerdasan” komputer. Memang kalau seluruh hitung-hitungan numerik dituliskan diatas kertas, bisa menghabiskan segudang kertas. Dan akan lama kalau dikerjakan secara manual. Namun dengan komputer, semua proses menghitung itu bisa dikerjakan dengan sangat cepat.

Hal ini dikarenakan metode numerik ini adalah metode yang mengeksploitasi “kecerdasan” komputer, maka muncullah berbagai macam software untuk penyelesaian numerik. Berikut ini beberapa-beberapa software yang umum kita dengar untuk penyelesaian numerik (secara detail dapat lihat disini Numerical-Software Packages):

• LabVIEW offers both textual and graphical-programming approaches to numerical analysis. Its text-based programming language MathScript uses .m-file-script syntax providing some compatibility with MATLAB and its clones.

• LAPACK provides Fortran 90 routines for solving systems of simultaneous linear equations, least-squares solutions of linear systems of equations, eigenvalue problems, and singular value problems and the associated matrix factorizations (LU, Cholesky, QR, SVD, Schur, and generalized Schur).

• MATLAB is a widely used proprietary software for performing numerical calculations. It comes with its own programming language, in which numerical algorithms can be implemented.

• dan lain-lainnya

Kembali kepada model matematika, dalam mechanical engineering sangat sering dijumpai model matematika berupa persamaan diferensial. Lebih spesifik lagi, Persamaan Diferensial Parsial (PDE). 

Untuk menyelesaikan PDE secara numerik, telah ditemukan berbagai macam metode, antara lain sebagai berikut: 

• Finite Difference Method (FDM)
• Finite Volume Method (FVM)
• Finite Element Method (FEM)
• Analytic Element Method (AEM)
• Boundary Element Method (BEM)

Metode Numerik PDE (Persamaan Diferensial Parsial)

Finite Element Analysis (FEA) atau Finite Element Method (FEM) merupakan salah satu metode numerik untuk menyelesaikan persamaan diferensial parsial (PDE). Persamaan diferensial sendiri merupakan model matematika yang merepresentasikan nilai suatu variabel yang berubah terhadap variabel yang lainnya. Jika variabel tersebut berubah terhadap lebih dari satu variabel lainnya, persamaan diferensial biasa tidak memadahi, dan karenanya harus menggunakan persamaan diferensial parsial.

Misalnya, perubahan besarnya stress terhadap posisi dalam sumbu x dan y, atau dalam sumbu x, y, dan z. Atau perubahan besarnya stress terhadap posisi dalam sumbu x, y, dan z dan juga terhadap waktu t.

Selain FEM, terdapat pula beberapa metode numerik lainnya untuk memecahkan persamaan diferensial parsial, seperti Finite Difference Method (FDM) dan Finite Volume Method (FVM). Ada juga Boundary Element Method (BEM) yang mirip dengan FEM, hanya saja diskritisasi hanya dilakukan pada boundary (surface) saja. Situs www.cfd-online.com menulis tentang perbedaan antara FEM, FDM, dan FVM sebagai berikut:

*A finite difference method (FDM) discretization is based upon the differential form of the PDE to be solved. Each derivative is replaced with an approximate difference formula (that can generally be derived from a Taylor series expansion). The computational domain is usually divided into hexahedral cells (the grid), and the solution will be obtained at each nodal point. The FDM is easiest to understand when the physical grid is Cartesian, but through the use of curvilinear transforms the method can be extended to domains that are not easily represented by brick-shaped elements. The discretization results in a system of equation of the variable at nodal points, and once a solution is found, then we have a discrete representation of the solution.

*A finite volume method (FVM) discretization is based upon an integral form of the PDE to be solved (e.g. conservation of mass, momentum, or energy). The PDE is written in a form which can be solved for a given finite volume (or cell). The computational domain is discretized into finite volumes and then for every volume the governing equations are solved. The resulting system of equations usually involves fluxes of the conserved variable, and thus the calculation of fluxes is very important in FVM. The basic advantage of this method over FDM is it does not require the use of structured grids, and the effort to convert the given mesh in to structured numerical grid internally is completely avoided. As with FDM, the resulting approximate solution is a discrete, but the variables are typically placed at cell centers rather than at nodal points. This is not always true, as there are also face-centered finite volume methods. In any case, the values of field variables at non-storage locations (e.g. vertices) are obtained using interpolation.

*A finite element method (FEM) discretization is based upon a piecewise representation of the solution in terms of specified basis functions. The computational domain is divided up into smaller domains (finite elements) and the solution in each element is constructed from the basis functions. The actual equations that are solved are typically obtained by restating the conservation equation in weak form: the field variables are written in terms of the basis functions, the equation is multiplied by appropriate test functions, and then integrated over an element. Since the FEM solution is in terms of specific basis functions, a great deal more is known about the solution than for either FDM or FVM. This can be a double-edged sword, as the choice of basis functions is very important and boundary conditions may be more difficult to formulate. Again, a system of equations is obtained (usually for nodal values) that must be solved to obtain a solution.

Comparison of the three methods is difficult, primarily due to the many variations of all three methods. FVM and FDM provide discrete solutions, while FEM provides a continuous (up to a point) solution. FVM and FDM are generally considered easier to program than FEM, but opinions vary on this point. FVM are generally expected to provide better conservation properties, but opinions vary on this point also. If you are trying to decide which method to use, then the best path is probably found by consulting the literature in the specific problem area.

Diantara FDM, FVM, dan FEM, barangkali yang bersaing lebih ketat adalah antara FVM dan FEM. Dalam pemakaian di lapangan, FVM sepertinya lebih banyak dipakai untuk fluida, sementara FEM lebih banyak dipakai untuk solid. Adapun FDM bisa dibilang memiliki lebih banyak kekurangan dibanding yang lainnya. Beberapa artikel menulis bahwa FDM kurang bagus untuk obyek yang geometrinya rumit. Juga, kurang cocok untuk diskritisasi yang tidak uniform.

Dalam FEM, model didiskritisasi menjadi sekian banyak finite element. Sedangkan dalam FVM, model didiskritisasi dalam sekian banyak control volume dimana computational node terletak di tengah-tengah control volume.

...

Manfaat Finite Element Analysis

Finite Element Analysis (FEA) tidak hanya digunakan di dunia solid mechanics, tetapi juga untuk thermal analysis, heat transfer, fluid mechanics, dan bahkan electromagnetics. Di dunia solid mechanics, untuk kasus statis, FEA biasa dipakai untuk menganalisa stress ( baik static stress maupun dynamic stress), buckling, dan juga fatigue. FEA juga biasa dipakai untuk analisa dinamis. Tidak hanya terbatas pada solid mechanics, FEA juga dipakai untuk menganalisa thermal stress, heat transfer, fluid dynamics (CFD), dan bahkan electromagnetics.

FEA sebagai bentuk simulasi merupakan pendekatan yang jauh lebih murah dibanding eksperimen. Bukan berarti FEA membuat kita tidak lagi perlu melakukan eksperimen. Tetapi, dengan adanya FEA kita bisa mengurangi jumlah eksperimen, dan dalam kasus-kasus khusus bahkan meniadakan eksperimen sama sekali, terutama dalam kasus-kasus dimana eksperimen tidak feasible untuk dilakukan (seperti dalam dunia kedokteran). Dengan FEA, pembuatan terlalu banyak prototipe juga bisa dihindari. Perubahan dan variasi dalam proses desain cukup dilakukan dengan FEA. Baru setelah didapatkan model terbaik melalui FEA, kita membuat prototipenya. Dengan demikian, secara umum FEA bisa menekan ongkos dan waktu desain.

Secara umum, berdasarkan ketergantungan variabel ukur terhadap waktu, analisis dengan FEA bisa dibedakan atas analisis statis dan analisis dinamis. Kondisi statis adalah kondisi dimana besarnya load tidak berubah terhadap waktu. Sedangkan kondisi dinamis adalah kondisi dimana load berubah terhadap waktu.

Disamping itu, baik analisa statis maupun dinamis, masing-masing bisa dilakukan dengan mode linear atau non linear. Kondisi linear dan non linear ditetapkan dengan merujuk pada sifat material, geometri, dan boundary condition (damage, crack, contact).

Dengan demikian analisis bisa dilakukan dengan salah satu dari empat: statis-linear, statis-nonlinear, dinamis-linear, dan dinamis-nonlinear.

Analisis dinamis tentunya lebih mahal daripada analisis statis. Demikian pula, analisis non linear lebih mahal daripada analisis linear. Untuk itu, jika memang permasalahan fisik tidak menuntut analisis dinamis dan atau non linear, maka analisis cukup dilakukan secara statis dan linear. Jika setelah validasi, kita melihat bahwa analisis statis dan linear tidak mencukupi, maka barulah kita lakukan analisis secara dinamis dan atau non linear.

...

Resume Pertemuan 5: Senin, 2 Maret 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Waktu itu nikmat,
Segala kondisi di dunia ini merupakan fungsi dari waktu,
Jadi waktu akan jadi tanggungjawab di yaumil akhir nantinya

...

Pada pertemuan ke-5 ini, kami mahasiswa komputasi teknik mendiskusikan kembali terkait tugas project besar (skripsi). Dimana luaran atau output yang diharapkan adalah paper/ karya ilmiah. Hal ini dikarenakan bahwa dengan bahan skripsi mahasiswa ketika S-1, ini akan memudahkan untuk diselesaikan atau dikembangkan setra jika dilihat dari segi content atau persoalan yang berhubungan dengan teknik ada kaitanya dengan tugas akhir (skripsi).

Disisi lain, pak DAI juga mendiskusikan terkait kebutuhan energi manusia. Seperti yang kita ketahui bahwa kebutuhan kalori per hari yang dimiliki tiap orang berbeda-beda, tergantung jenis kelamin, usia, gaya hidup, serta tinggi dan berat badan. Kalori sendiri merupakan ukuran banyaknya energi yang terkandung dalam asupan makanan atau minuman.Jika kita pernah memperhatikan tabel informasi nilai gizi pada kemasan makanan, maka kita akan sering menemukan kalimat “Persen AKG berdasarkan kebutuhan energi 2000 kkal. Kebutuhan energi kita mungkin lebih tinggi atau lebih rendah.” Ini berarti kebutuhan kalori kita per hari tidaklah sama dengan orang lain, karena banyak faktor yang dapat mempengaruhi kebutuhan kalori Anda. Sebetulnya bagaimana cara menghitung kebutuhan kalori sehari-hari?

Kalori

Sebelum mengetahui berapa kebutuhan kalori Anda, ada baiknya Anda mengetahui apa itu kalori. Kalori adalah suatu unit pengukuran untuk menyatakan jumlah energi dalam makanan. Saat kita makan atau minum, kita memberi energi (kalori) pada tubuh kita. Tubuh kemudian memakai energi tersebut sebagai bahan bakar untuk berbagai aktivitas kita. Semakin banyak aktivitas yang kita lakukan, semakin banyak energi atau kalori yang terpakai.

Jumlah kalori dalam suatu makanan biasanya ditulis dalam satuan “kilokalori” atau “kkal”. Sebagai contoh, 500 kalori akan ditulis sebagai 500 kkal. Selain dalam kkal, kalori juga dapat ditulis dalam satuan “kilojoules” atau “kJ”. 1 kJ setara dengan 0,239 kalori.

Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Secara umum, asupan rata-rata kalori harian bagi pria dewasa adalah 2.500 kalori, sedangkan perempuan dewasa sekitar 2.000 kalori. Namun, jumlah tersebut sebenarnya dipengaruhi juga oleh kegiatan yang dilakukan sehari-hari. Jika kegiatan yang dilakukan membutuhkan aktivitas fisik yang lebih berat, maka kebutuhan akan asupan kalori harian tentu meningkat. Misalnya, kebutuhan kalori seorang pekerja tani akan lebih banyak, jika dibandingkan dengan pekerja kantoran yang lebih banyak duduk.

Usia juga bisa menjadi faktor. Seiring bertambahnya usia, terutama ketika memasuki usia lanjut, umumnya aktivitas cenderung berkurang dan akibatnya tidak lagi mengonsumsi makanan dengan asupan kalori sebanyak sebelumnya.

Sedangkan untuk kebutuhan kalori per hari bagi anak-anak berkisar antara 1.000 sampai 2.000 kalori. Bagi usia remaja bisa berkisar antara 1.400 sampai 3.200 kalori per hari. Sama seperti orang dewasa, umumnya, anak laki-laki memiliki kebutuhan kalori lebih tinggi daripada anak perempuan.

Cara menghitung kebutuhan kalori tiap orang berbeda-beda, karena akan dihitung berdasarkan jenis kelamin, usia, tinggi dan berat badan, komposisi tubuh, aktivitas, hingga keadaan fisik masing-masing. Kalori yang dibutuhkan oleh laki-laki berbeda dengan perempuan meskipun berada pada rentang usia yang sama. Dua orang yang kembar sekalipun akan memiliki kebutuhan kalori yang berbeda, tergantung pada keadaan fisik dan aktivitasnya sehari-hari.

Standar asupan kalori per hari berbeda-beda di tiap negara. Di Amerika, laki-laki disarankan untuk mengonsumsi 2700 kalori per hari dan wanita 2200 kalori per harinya. Sementara berdasarkan National Health Service di Inggris, laki-laki disarankan mengonsumsi 2500 kalori dan wanita 2000 kalori. Berbeda dengan FAO yang menyarankan orang dewasa rata-rata harus mengonsumsi minimal 1800 kalori per hari.

Di Indonesia, terdapat tabel panduan angka kecukupan gizi. Tabel tersebut memuat anjuran berapa banyak kalori yang dibutuhkan oleh masing-masing kelompok umur.

Sebagai contoh:
-Bayi berusia 7-11 bulan dengan berat badan 9 kg dan tinggi badan 71 cm membutuhkan energi 725 kkal per hari.
-Laki-laki berusia 19-29 tahun dengan berat badan 60 kg dan tinggi 168 cm membutuhkan energi 2725 kkal per hari.
-Wanita berusia 19-29 tahun dengan berat badan 54 kg dan tinggi 159 cm membutuhkan energi 2250 kkal per hari.
-Laki-laki berusia lebih dari 80 tahun membutuhkan energi sebesar 1525 kkal dan wanita pada usia yang sama membutuhkan energi 1425 kkal per hari.
-Bagi wanita hamil, dibutuhkan tambahan energi sebesar 180-300 kkal per harinya, tergantung pada usia trimester kehamilannya. Begitu juga dengan ibu menyusui, pada 6 bulan pertama dibutuhkan tambahan energi hingga 330 kkal dan tambahan 400 kkal pada 6 bulan berikutnya.

Ada beberapa cara menghitung kebutuhan kalori Anda, yaitu:

a. Rumus Harris-Benedict: rumus ini termasuk rumus yang sering dipakai oleh ahli gizi. Rumus Harris-Benedict memperhitungkan usia, jenis kelamin, berat badan, tinggi badan, hingga level aktivitas fisik Anda.

Rumus untuk menghitung kebutuhan energi pria yaitu= 66,5 + 13,8 x (berat badan dalam kilogram) + 5 x (tinggi badan dalam cm) dibagi dengan 6,8 x usia.
Sementara untuk wanita= 655,1 + 9,6 x (berat badan dalam kilogram) + 1,9 x (tinggi badan dalam cm) dibagi dengan 4,7 x usia.

Hasil dari penghitungan ini kemudian dikalikan dengan faktor aktivitas fisik. Jika aktivitas fisik Anda rendah, maka dikalikan dengan 1,2. Untuk aktivitas fisik sedang dikalikan dengan 1,3. Sementara aktivitas fisik berat dikalikan dengan 1,4.

b. Rumus WHO (World Health Organization): berbeda dengan rumus Harris-Benedict, rumus ini lebih sederhana dan tidak memperhitungkan tinggi badan. Rumus WHO dibagi sesuai dengan kategori umur. 

Sebagai contoh, untuk mencari kebutuhan energi wanita berusia 18-29 tahun, digunakan rumus 14,7 x (berat badan dalam kilogram) + 496. Sementara untuk mencari kebutuhan energi pria usia 18-29 tahun, digunakan rumus 15,3 x (berat badan dalam kilogram) + 679. Hasilnya kemudian dikalikan dengan faktor aktivitas fisik.

Untuk memudahkan kita menghitung kebutuhan kalori setiap hari, sesuai dengan berat badan, tinggi badan, usia, dan level aktivitas kita. Hello Sehat sudah menyediakan Kalkulator Kebutuhan Kalori yang bisa kita gunakan.

Perhitungan Kebutuhan Energi Manusia Secara Komputasi

Pada bagian ini akan dilakukan perhitungan kebutuhan energi manusia secara komputasi berdasarkan Perhitungan Kebutuhan Kalori Harian Menurut Gadjean (1993) adalah sebagai berikut:

a. Kebutuhan kalori untuk metabolisme (KLM)
   KLM 	= BB x 23.87 kkal/hari/kg
        = 69 kg x 23.87 kkal/hari/kg = 1647.03 kkal/hari

b.Kebutuhan kalori untuk aktivitas kerja (KLA)
  KLA 	= 3164.88 (berdasarkan Tabel 1.)

Total Kebutuhan Kalori	(TKK) 	 = KLM + KLA = 4811.91 kkal/hari

Perhitungan-perhitungan di atas dilakukan secara komputasi menggunakan Microsoft Excel. Dan disini penulis akan menjabarakan beberapa tahapan dalam perhitungan kebutuhan energi harian yang dibutuhkan oleh manusia.

Dari analisa di atas maka diperoleh Total Kebutuhan Kalori yang dibutuhkan Ahmad Zikri sebesar 4811.91 kkal/hari

Regredasi Antara Kebutuhan Kalori dan Kesehatan

Meskipun kemasan makanan lebih sering mencantumkan persen angka kecukupan gizi berdasarkan pada kebutuhan energi 2000 kkal, namun kini kita tahu bahwa tidak semua orang membutuhkan energi 2000 kkal per harinya. Kebutuhan energi kita bergantung pada jenis kelamin, usia, berat badan, tinggi badan, keadaan fisik, hingga aktivitas kita sehari-hari. Mengetahui berapa kebutuhan energi kita per hari dapat membantu menjaga kesehatan kita karena hal tersebut bisa mempengaruhi keseimbangan energi kita sehari-hari.

Prinsip dalam mencukupi kebutuhan energi sederhana saja yaitu seimbang, karena jika kita mengonsumsi kalori lebih dari kebutuhan, ini dapat mengakibatkan peningkatan berat badan di kemudian hari sekaligus meningkatkan risiko kita mengidap berbagai macam penyakit, khususnya penyakit degeneratif. Tetapi jika kita mengonsumsi kalori kurang dari kebutuhan kita, maka akan terjadi penurunan berat badan sekaligus penurunan fungsi organ-organ dalam tubuh karena tidak mendapat asupan yang seharusnya.

Sumber: https://hellosehat.com/

Resume Pertemuan 6: Senin, 09 Maret 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Multitasking 
Ibadarat, 
Sambil menyelam minum air

...

Pada pertemuan ke-6 ini, kami mahasiswa diberikan waktu setengah jam untuk memuhasabah diri masing-masing (muhasabah 2) terkait pemahaman yang telah kami dapatkan selama perkuliahan, serta berikan penilaian pada diri sendiri; seberapa pantas nilai komputasi diberikan pada masing-masing mahasiswa dalam skala 0-100 dari awal perkuliahan sampai pertemuan ke-6 ini.

Sebelum memulai menulisnya, pak DAI memberikan pesan bahwa kalau mau bercemin pastikan dulu cermin yang digunakan sudah bersih. Karena itu menjadi dasar atas kesadaran dalam menilai diri kita atau memuhasabah diri (intropeksi diri).

Mungkin yang menjadi pertanyaan adalah mengapa kita perlu untuk memuhasabah diri ini?.

Pertanyaan di atas mungkin banyak menghampiri benak kita khususnya seorang muslimin, ada di antara mereka yang memilih untuk menyibukkan diri dengan urusan dunianya tanpa memikirkan apa yang akan menjadi bekalnya di akhirat. Ada pula yang beribadah sebagaimana apa yang Allah perintahkan, namun ibadahnya hanyalah sebagai rutinitas. Mereka shalat lima waktu setiap harinya, berpuasa dan mengeluarkan zakat setiap tahunnya akan tetapi semua itu tidak berdampak pada akhlak dan pribadinya, maksiat pun terkadang masih dilakukan. Motivasi untuk memperbaiki amalan-amalan yang ada tak kunjung hadir, penyebabnya satu karena melupakan muhasabah diri sehingga orang-orang seperti ini sudah merasa cukup dengan amalan yang telah dilakukan. Di sinilah pentingya muhasabah, ada beberapa hal lainnya yang menjadi alasan kenapa muhasabah perlu dilakukan, diantaranya:

1. Muhasabah merupakan perintah dari Allah Subhaanahu wa Ta’ala

Sebagaimana firmal Allah SWT dalam al-Qur’an yang berbunyi:

يَا أَيُّهَا الَّذِينَ آمَنُوا اتَّقُوا اللَّهَ وَلْتَنْظُرْ نَفْسٌ مَا قَدَّمَتْ لِغَدٍ وَاتَّقُوا اللَّهَ إِنَّ اللَّهَ خَبِيرٌ بِمَا تَعْمَلُونَ

“Hai orang-orang yang beriman, bertakwalah kepada Allah dan hendaklah setiap diri memperhatikan apa yang telah diperbuatnya untuk hari esok (akhirat); dan bertakwalah kepada Allah, sesungguhnya Allah Maha Mengetahui apa yang kamu kerjakan.” (Qs. al-Hasyr: 18)

2. Muhasabah merupakan sifat hamba Allah yang bertaqwa

Seseorang yang bertaqwa adalah mereka yang membawa sebaik-baik bekal, dan dalam perjalanan mencari bekal tersebut tak jarang seseorang merasa lelah dan bosan yang mengakibatkannya tak mawas diri sehingga tergelincir dan terjatuh dalam futur (lemah semangat untuk melakukan amal shalih). Muhasabah akan membantu seseorang untuk menghadapi berbagai rintangan yang ia temukan dalam pencariannya akan bekal tersebut. Maimun bin Mahran rahimahullah berkata:

“Tidaklah seorang hamba menjadi bertaqwa sampai dia melakukan muhasabah atas dirinya lebih keras daripada seorang teman kerja yang pelit yang membuat perhitungan dengan temannya”.

3. Buah manis dari muhasabah adalah taubat

Ketika seseorang melakukan muhasabah maka akan tampak jelas di hadapannya atas dosa-dosa yang dilakukan. Bagaimana mungkin seorang anak cucu Adam dapat melihat dosa dan aibnya tanpa melakukan muhasabah?! Banyak di antara manusia yang melakukan kemaksiatan, namun Allah masih memberikan nikmat kepadanya, dia tidak menyadari bahwa ini adalah bentuk istidraj (penangguhan menuju kebinasaan) dari Allah Subhaanahu wa Ta’ala, sebagaimana firman-Nya:

وَالَّذِينَ كَذَّبُوا بِآيَاتِنَا سَنَسْتَدْرِجُهُمْ مِنْ حَيْثُ لَا يَعْلَمُونَ

“Dan orang-orang yang mendustakan ayat-ayat Kami, nanti Kami akan menarik mereka dengan berangaur-angsur (ke arah kebinasaan), dengan cara yang tidak mereka ketahui.” (Qs. al-A’raf: 182)

Orang-orang yang memahami ayat Allah ini, akan takut atas peringatan Allah tersebut dan dia akan senantiasa mengintrospeksi dirinya, jangan sampai nikmat yang Allah berikan kepadanya merupakan bentuk istidraj. Muhasabah yang mengantarkan kepada pertaubatan di awali dengan memasuki gerbang penyesalan. Nabi shalallahu ‘alaihi wasallam bersabda:

النَّدَامَةُ تَوْبَةٌ

“Menyesal adalah taubat.” (HR.Ibnu Majah no. 4252, Ahmad no.3568, 4012, 4414 dan 4016. Hadist ini dishahihkan oleh al-Albani dalam Shahiih al-Jaami’ ash-Shaghir no.6678)

Wallahu A’lam...

Demikian juga, sama halnya jika kita kaitkan muhasabah 2 tentang pemahaman komputasi teknik yang telah kita peroleh atau dapatkan. Dimana dengan kita bisa menilai seberapa jauh langkah kita dalam mempelajari komputasi teknik. Tentunya ada perubahan-perubahan yang telah kita alami dari sesuatu yang tidak tahu menjadi tahu. Karena realitanya dalam kehidupan ini, jika hari ini sama dengan hari kemaren kita termasuk orang merugi. Namun jika hari ini lebih buruk dari hari kemaren kita termasuk orang tercela. Akan tetapi jika hari ini kita lebih baik dari hari sebelumnya maka kita termasuk orang-orang yang beruntung. Hal ini lah yang selalu kita damnakan dalam kehidupan kita sehari-hari.

Rule of Term in Computation Engineering

Sebelum membahas terkait rule of term dalam komputasi teknik, saya akan mencoba sedikit menjelaskan terkait kerekayasaan (engineering) yang sangat erat hubungannya dengan komputasi teknik. Teknologi adalah cara atau metode serta proses atau produk yang dihasilkan dari penerapan dan pemanfaatan dari berbagai disiplin ilmu pengetahuan yang menghasilkan nilai bagi pemenuhan kebutuhan, kelangsungan dan peningkatan mutu kehidupan manusia. Selain itu, The Massachusset Institute of Technology (MIT) USA mendefinisikan teknologi berdasarkan unsur-unsur pembentuknya yaitu fusi (kesenyawaan) yang sempurna meliputi seni rupa (arts), ilmu pengetahuan (science), teknik (engineering), ekonomi (economics) dan bisnis (business).

Pada perkembangan selanjutnya kelima unsur utama teknologi di atas saling mempunyai antar muka (overlapping) yang menghasilkan unsur-unsur baru teknologi seperti socio-engineering yang merupakan fusi dari socio-economics dengan engineering dan juga arts, science dan engineering yang menghasilkan humanity dan anthropology of technology dan sebagainya.

Untuk menghasilkan nilai bagi pemenuhan kebutuhan, kelangsungan dan peningkatan mutu kehidupan manusia, kegiatan teknologi harus dilakukan melalui suatu tahapan yang runtun meliputi penelitian terapan (research), pengembangan (development), perekayasaan (engineering), dan pengoperasian (operation) yang didefinisikan sebagai kerekayasaan.

Disamping bidang keilmuan yang menjadi dasar akademik, para Perekayasa (engineer) dalam kegiatannya dapat diklasifikasikan dalam bidang keahlian (Professional Background) sebagai berikut :

-Desain : Sintesa, desain konseptual, desain awal & desain rinci;
-Analisa : Analisa desain, Kebijakan Sistem Teknologi, Strategi Bisnis, Audit & Standardisasi, Distribusi dan Penjualan serta Pemasaran;
-Eksperimen : Pengujian Komponen, Sub skala (sub scale), Skala Penuh (full scale), serta Survey, Observasi, dan Eksplorasi;
-Komputasi : Penurunan, Pengembangan, Diskritisasi & Simulasi Model Numerik;
-Produksi & Konstruksi : Pembuatan, Perakitan komponen (Sub- assembly) dan integrasinya menjadi produk teknologi lengkap (general assembly);
-Pengoperasian & Pemeliharaan : Pemeliharaan, Perbaikan & Modifikasi serta Pengoperasian Produk Teknologi

Secara singkat, komputasi merupakan salah satu bidang keilmuan yang menjadi dasar akademik dalam dunia perekayasaan. Oleh karena itu, kita harus mengetahui rule of term dalam komputasi teknik. Adapun Rule of term dalam komputasi teknik meliputi beberapa hal sebagai berikut:

-Initial Thinking:
 Langkah awal yang menjadi dasar pada rule of term in computation engineering yakni initial thinking. Dimana initial thinking merupakan suatu tindakan awal untuk mengenal permasalahan klien. Hal ini tentunya akan diiringi dengan adanya objektive yang ingin dicapai. Dengan demikian kita akan menjadi tahu apa permasalahan kita dan langkah apa yang harus dilkaukan. Atau secara singkat bisa dikatakan identifikasi iasalah, yang merupakan suatu langkah untuk menentukan apa saja yang menjadi permasalahan, sehingga memudahkan kita untuk mengetahui bagaimana metode penyelesaian atau model matematikanya.

-Model matematik : 
 Setelah kita melakukan initial thinking, maka langkah selanjutnya kita bisa membuat pemodelan matematik dari permasalahan yang ada dengan beberapa asumsi-asumsi. Dimana asusmsi-asumsi nya meliputi batasan masalah dalam penelitian kita sehingga akan memudahkan kita dalam melakukan pemodelan matematik-matematiknya. Disisi lain, dalam hal ini ada beberapa hal lain yang perlu dilakukan yakni analisa awal. Analisis awal merupakan suatu pemikiran dasar yang dilakukan untuk mencari jawaban sementara berupa hipotesa-hipotesa. Pada dasarnya, semua hasil penelitian adalah hipotesis kecuali Kitab Suci al-Quran yang merupakan sebuah tesis sejati (the thrully theses). Seperti halnya dalam falsafah kehidupan, misalnya: dalam konteks pemaknaan untuk mencari keridhoan Allah SWT, maka diperlukan keikhklasan sehingga mendapatkan hasil yang tak terhingga (infinity). Serta juga ada algoritma, dimana algoritma secara singkat dapat didefinisikan sebagai langkah-langkah sistematis dan Logis dalam menyelesaikan suatu masalah. Dengan konsep algoritma maka suatu permasalahan harus diselesaikan secara Sistematis, Logis dan bisa diuji benar atau salahnya. Karena Algoritma adalah sebuah konsep, maka tentu setiap orang bisa mempunyai algoritma yang berbeda-beda terhadap masalah yang sama. Misalnya: ada suatu permasalahan X dan solusinya adalah Y, maka setiap orang bias mendapatkan Y dengan algoritma mereke masing-masing, tidak harus sama akan tetapi menghasilkan output yang sama yaitu Y. Pada prakteknya penerapan algoritma haruslah efisien. Efisien disini artinya Cepat, Tepat dan Simple. Seperti kasus membuat Software komputer, Software yang dibuat dengan algoritma yang baik akan menghasilkan software yang efisien, tidak banyak bugs dan tidak makan banyak memory yang tidak perlu.

Pada model komputasi dapat diklasifikasikan pada tiga model dasar komputasional yaitu sebagai berikut.

a. Model fungsional terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi serta komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil (higher-order function). Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi, dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi itu sendiri. b. Model logika terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Suatu program terdiri dari definisi hubungan, dan suatu komputasi adalah suatu bukti dari urutan kesimpulan. c. Model Imperatif terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas. Hal ini bertujuan untuk memodifikasi pernyataan. Dan pernyataan adalah bagian pasangan nilai-nilai dari konstanta dan variabel. Suatu program terdiri dari urutan tugas, dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.

Adapun terkait satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, maka masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.

-Simulasi: 
 Setelanjutnya langkah yang perlu terpenting dalam hal ini adalah simulasi dengan menggunakan software. dimana, simulasi merupakan suatu tindakan untuk menjalankan atau eksekusi dari pemodelan yang telah ada. Atau Singkatnya, eksekusi merupakan suatu tindakan untuk menjalankan model simulasi. Dalam menjalankan model simulasi perlu mengikuti model ilmiah yang dapat diterima oleh akal. Hal tersebut dilakukan dengan model-model analisis yang didasarkan pada kaidah teori yang telah dilakukan pada saat analisa awal (hipotesis) dan dalam pemodelan komputasi (computation modelling).

-Hasil ; Validasi, Verifikasi
 Untuk mendapatkan hasil yang baik berdasarkan validasi (pengujian pemodelan terhadap kondisi real nya / we solve the right of equation)dan verifikasi (peninjauan pemodelan / we solve the equation right) yang telah dilakukan, serta dalam pemodelanya tersebut dibuat sederhana. Dimana semakin sederhana model tersebut, maka akan mempermudahkan dalam membuat sebuah model penyelesaian permasalahan. Apabila hasil yang diperoleh tidak memenuhi kaidah yang ada, maka diperlukan feed back untuk mengkaji nya. Pengkajian ini terkait adakah terjadi kesalahan pada asumsi awal (hipotesis) atau pada konsep model matematikanya hingga didapatkan hasil yang sebenarnya.

Stacture problem (permasalahan terstruktur): sudah ada standart seperti ASME, dll. Bahkan sudah ada software seperti HTRI, dll.

Unstucture problem: permasalahan di luar perkiraan yang ada sehingga perlu penyelesaian yang lebih ekstra.

Analisisa awal 60% sudah menjadi solusi. Dimana ini terkait tahap awal memahami masalah dengan analisisa awal terkait prosedur yang telah ada.

Selanjutnya sesuai dengan prosedur yang ada.

Pesan terakhir yang disampaikan oleh pak DAI adalah:

Betapa manisnya ilmu bermanfaat yang dapat berguna dan ini tentunya akan dapat meningkatkan iman seseorang.

...

Resume Pertemuan 7: Senin, 16 Maret 2020

Sikilas Muhasabah

---

Bismillah…

Kemungkinan engkau akan meninggal karena virus corona hanya 1%,
Sedangkan kemungkinan engkau akan meninggal di setiap saat adalah 100%,
Maka senantiasa perbaharui imanmu,
Senantiasa bertakwa kepada Allah, 
Dan siapa yang bertawakkal kepada Allah niscaya cukup baginya.

...

Pada perkuliahan pertemuan ke-7 ini ditiadakan, akan tetapi Pak DAI meminta kepada mahasiswa untuk belajar mandiri di rumah masing-masing. Hal ini didasarkan oleh Surat Edaran Keputusan Rektor terkait kegiatan perkuliahan di lingkungan kampus. Dimana kegiatan dan aktivitas dilingkungan kampus tersebut di batasi untuk beberapa hari kedepan, hal ini dikarenakan wabah virus covid-19 yang telah memasuki Indonesia. Sehingga dari info yang beredar juga didapatkan ada masyarakat yang positif terkena virus Coron. Ini menyebabkan pemerintah membuat suatu tindakan tegas untuk melakukan pencegahan agar tidak semakin menyebar Virus Covid-19 melalui pembatasan kegiatan-kegiatan yang mengundang keramaian.

...

Pada Covid-19, menyadarkan kita semua pada keabsolutan kekuasaan Allah Swt. Semua makhluk berada dalam genggaman-Nya dan tadbir-Nya. Tidak ada satu pun makhluk/manusia yang bisa melawan takdir dan ketentuan Nya. Sebagaimana dalam firman Allah SWT dalam surat al-An’am [6] ayat 17 dan 18.

“Jika Allah menimpakan suatu kemudharatan kepadamu, maka tidak ada yang menghilangkannya melainkan Dia sendiri. Dan jika Dia mendatangkan kebaikan kepadamu, maka Dia Maha Kuasa atas tiap-tiap sesuatu"(QS. Al-An’am [6:17)]

"Dan Dialah yang berkuasa atas sekalian hamba-hamba-Nya. Dan Dialah Yang Maha Bijaksana lagi Maha Mengetahui”(QS. Al-An’am [6:18)]

Oleh arena itu, dapat disimpulkan bahwa manusia tidak boleh sombong dan takabbur dengan kekuasaan yang digenggamnya, dengan ilmu pengetahuan yang dikuasainya, dan dengan harta yang dimilikinya.

Semoga Allah SWT. selalu menjaga kita semua dan istiqomah dijalannya, amin ya Allah...

Ujian Tengah Semester (UTS) Komputasi Teknik 2020

---

Bismillah…

I have locked down ur mind and ur soul, 
U really want to run away from me, 
There is no way than one way to solve it,
Praying and Begging to the one and only who created u, me, and all the universe to solve it.

...

Video Presentasi Hasil Belajar dan Keterampilan Komputasi Teknik

Video Presentasi Hasil Belajar

Pada video berikut ini, saya akan mencoba untuk menjelaskan atau mempresentasikan hasil belajar saya selama setengah semester. Dimana konten setiap video ini berisikan penjelasan setiap pertemuan perkuliahan mulai dari Pertemuan ke-1, Pertemuan ke-2, Pertemuan ke-3, Pertemuan ke-4, Pertemuan ke-5, dan terakhir Pertemuan ke-6.

Keterampilan Komputasi Teknik

Berikut ini sekilas keterampilan saya dalam pengaplikasian ilmu komputasi teknik, disini saya akan menjelaskan salah satu metode yang digunakan dalam penyelesaian persamaan-persamaan numerik yakni Metode Newton Raphson. Untuk lebih jelas penggunaannya silakan simak video berikut ini.

Laporan Hasil Tugas Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Pada bagian ini penulis akan menjelaskan terkait optimasi kebutuhan energi manusia atau kebutuhan energi manusia. Seperti yang kita ketahui bahwa kebutuhan kalori per hari yang dimiliki tiap orang berbeda-beda, tergantung jenis kelamin, usia, gaya hidup, serta tinggi dan berat badan. Kalori sendiri merupakan ukuran banyaknya energi yang terkandung dalam asupan makanan atau minuman.Jika kita pernah memperhatikan tabel informasi nilai gizi pada kemasan makanan, maka kita akan sering menemukan kalimat “Persen AKG berdasarkan kebutuhan energi 2000 kkal. Kebutuhan energi kita mungkin lebih tinggi atau lebih rendah.” Ini berarti kebutuhan kalori kita per hari tidaklah sama dengan orang lain, karena banyak faktor yang dapat mempengaruhi kebutuhan kalori Anda. Sebetulnya bagaimana cara menghitung kebutuhan kalori sehari-hari?

Kalori

Sebelum mengetahui berapa kebutuhan kalori Anda, ada baiknya kita mengetahui apa itu kalori. Kalori adalah suatu unit pengukuran untuk menyatakan jumlah energi dalam makanan. Saat kita makan atau minum, kita memberi energi (kalori) pada tubuh kita. Tubuh kemudian memakai energi tersebut sebagai bahan bakar untuk berbagai aktivitas kita. Semakin banyak aktivitas yang kita lakukan, semakin banyak energi atau kalori yang terpakai. Jumlah kalori dalam suatu makanan biasanya ditulis dalam satuan “kilokalori” atau “kkal”. Sebagai contoh, 500 kalori akan ditulis sebagai 500 kkal. Selain dalam kkal, kalori juga dapat ditulis dalam satuan “kilojoules” atau “kJ”. 1 kJ setara dengan 0,239 kalori.

Kebutuhan Kalori

Kalori sangat penting bagi tubuh manusia. Tanpa kalori, sel-sel dalam tubuh akan mati, dan organ-organ vital seperti jantung dan paru-paru tidak akan mampu melaksanakan fungsi dasarnya.

Sebagai unit dari energi, kalori mengacu pada energi yang diperoleh dari makanan dan minuman yang kita konsumsi setiap hari. Tubuh kemudian memakai energi tersebut sebagai bahan bakar untuk melakukan berbagai aktivitas. Yang sering menjadi masalah, kita tidak tahu berapa banyak kalori yang harus dimakan setiap hari untuk tetap sehat tanpa mengkhawatirkan soal berat badan. Padahal terlalu banyak mengonsumsi makanan berkalori tinggi akan menimbulkan risiko kesehatan seperti obesitas, meningkatkan risiko stroke, penyakit jantung, dan kanker. Yang perlu diketahui, kandungan gula pada makanan berkalori tinggi menjadi sumber kalori ekstra yang tidak dibutuhkan oleh tubuh. Kalori ekstra tersebut berkontribusi dalam menambah berat badan dan juga berperan menyebabkan penyakit jantung.

Di Indonesia, berdasarkan rekomendasi Angka Kecukupan Gizi (AKG) dari Kementerian Kesehatan RI, rata-rata kebutuhan untuk pria usia 30 – 49 tahun adalah 2625 kkal per hari. Sedangkan perempuan usia 30 – 49 tahun adalah 2150 kkal per hari, demikian seperti dikutip dari laman depkes.go,id. Namun, sebenarnya kebutuhan kalori masing-masing individu berbeda-beda, tergantung dari usia, berat badan, tinggi badan, gaya hidup, kesehatan dan aktivitas fisik yang dilakukannya. Namun kisaran kalori yang umum dapat membantu jika Anda ingin mempertahankan atau menurunkan berat badan.

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 :

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4.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.

5. Kondisi khusus yang mempengaruhi kebutuhan gizi pada pekerja

Menurut Kementrian kesehatan RI (2010), kondisi Khusus yang mempengaruhi kebutuhan gizi pada pekerja meliputi:

• a. Kondisi Fisiologis Kondisi fisiologis yang mempengaruhi gizi kerja contohnya keadaan hamil dan menyusui. perempuan gizi baik ketika melakukan kerja ringan membutuhkan kalori tambahan sebesar 180 kkal perhari. ketika sedang hamil ata menyusui, perempuan membutuhkan tambahan kalori sebesar 500-550 kkal perhari.
• b. Kondisi tempat kerja kondisi tempat kerja merupakan faktor yang juga mempengaruhi kebutuhan kalori manusi. Beberapa faktor yang mempengaruhi kondisi tempat kerja yaitu:

 Suhu kondisi tempat kerja yang bersuhu tinggi menyababkan proses penguapan yang tinggi. penguapan yang tinggi mengeluarkan banyak energi ydan mengeluarkan keringat. untuk itu memerkukan banyak minum cairan, sayur dan buah dalam bekerja pada suhu yang cukup tinggi agar kalori dapat terpenuhi.
 Pengaruh bahan kimia Bahan-bahan tertentu menyebabkan keracunan kronis sehingga mengakibatkan menurunnya mafsu makan, terganggunya metabolisme tubuh dan gangguan fungsi alat pencernaan yang pada akhirnya akan menurunkan berat badan, oleh karena itu perlu adanya tambahan kalori yang cukup dalam keadaan seperti ini.
 Bahan radiasi bahan radiasi dapat emngganggu metabolisme sel sehingga diperlukan adanya tambahan protein dan antioksidan untuk proses regenerasi sel.
 Parasit dan mikroorganisme Pekerja yang berada di sektor pertanian dan pertambangan sering terkena cacing-cacing yang dapat mengganggu fungsi alat pencernaan dan menyebabkan hilangnya zat-zat gizi sehingga perlu adanya tambahan gizi kalori.

Energi

Energi dibutuhkan oleh semua makhluk hidup untuk menjalan fungsi kehidupannya. Variasi bentuk energi sangat banyak mulai dari energi cahaya, energi kimia dan energi listrik serta bentuk energi lainnya. Energi dalam makanan disimpan dalam bentuk ikatan kimia dengan berbagai senyawa. Pemecahan rantai kimia pada makanan melepaskan energi dan tersedia untuk dirubah ke dalam bentuk energi lain. Sebagai contoh adalah bila glukosa dalam bahan makanan dicerna selama proses glikolisis, energi yang dihasilkan akan dibentuk menjadi energi kimia lain yang dikenal dengan ATP dan selanjutnya dapat dirubah ke dalam energi mekanik yaitu berupa kontraksi otot.

Energi dalam Makanan

Energi dalam tubuh memang dihasilkan dari makanan yang Anda makan. Tapi apakah semua makanan dapat menjadi energi di dalam tubuh? Ya, energi yang Anda dapatkan untuk melakukan aktivitas fisik setiap hari didapatkan dari makanan yang Anda makan, entah itu sumber makanan karbohidrat, protein, dan lemak.

Meskipun begitu, protein dan lemak tidak akan langsung diolah oleh tubuh menjadi energi. Lain dengan karbohidrat yang ketika masuk ke dalam tubuh akan langsung dijadikan sumber bahan energi. Lalu bagaimana sumber makanan karbohidrat bisa menjadi sumber energi utama? Seberapa cepat karbohidrat diubah jadi energi?

Energi dalam makanan dapat diukur dengan menggunakan kalorimetri langsung. Adapun alat yang digunakan adalah bomb calorimeter. Dalam alat kalorimeter bom ini makanan dibakar dan menghasilkan panas yang digunakan untuk mengukur kandungan energi dalam makanan tersebut. Sejumlah makanan ditempatkan pada wadah kecil dalam ruangan yang dikelilingi oleh air dan tekanan oksigen yang tinggi, Makanan dibakar dalam wadah dan menghasilkan panas, yang dipindahkan melalui dinding logam wadah dan akan menyebabkan suhu air meningkat. Peningkatan suhu air secara langsung menggambarkan energi yang dikandung oleh makanan. Jika volume air dalam ruangan sebelum dipanaskan adalah 2 liter dan temperatur meningkat 4oC maka energi yang dikandung dalam makanan itu adalah sebesar 8 kilokalori. Energi yang ditentukan melalui calorimeter bom ini adalah energi kasar makanan dan mewakili energi kimia total dari makanan tersebut. Angka energi kasar untuk karbohidrat adalah 4.1 kkal/g, untuk lemak 8.87 kkal/g sedangkan untuk protein 5.56 kkal/g. pengukuran energi dengan menggunakan bom kalorimeter merupakan metode yang paling akurat namun memerlukan biaya yang relatif tinggi. Selain itu pengukuran energi dengan bom kalorimeter menyebabkan hasil yang melebihi perkiraan sebenarnya (overestimate) karena tidak semua energi yang terdapat dalam makanan yang dimakan dapt dicerna atau diserap.

Kandungan energi pada karbohidrat bervariasi tergantung tipe dan struktur atom penyusunnya. Glukosa bila dibakar akan menghasilkan 3.7 kkal per gram , sebaliknya pembakaran pati dan glikogen kira-kira 4.2 kkal per gram. Demikian pula kandungan energi pada lemak juga tergantung struktur triasilgliserol atau asam lemak penyusunnya. Asam lemak rantai sedang seperti octanoate (asam lemak dengan 8 karbon) mengandung 8.6 kkal per gram, sedangkan asam lemak rantai panjang mengandung 9.4 kkal per gram. Pada protein kandungan energinya tergantung pada tipe protein dan nitrogen yang dikandungnya. Protein yang mengandung nitrogen yang tinggi menghasilkan energi yang lebih rendah. Secara rata-rata protein dalam makanan mengandung 5.65 kkal per gram. Protein bukan merupakan sumber energi yang berarti bagi tubuh. Belum tentu semua makanan dicerna secara sempurna, sehingga menyebabkan penurunan ketersediaan energi. Persentase energi makanan yang diserap digambarkan oleh koefisien daya cerna. Koefisien daya cerna 50 berarti hanya separuh dari energi yang dicerna dapat diserap. Penambahan serat ke dalam makanan menurunkan koefisien daya cerna. Jadi bila makanan tinggi kandungan seratnya, jumlah energi yang tersedia akan lebih kecil daripada makanan yang sama namun kandungan seratnya lebih rendah. Serat yang terdapat dalam makanan menyebabkan makanan tersebut bergerak lebih cepat melewati sistem pencernaan dalam usus, waktu penyerapannya lebeh rendah. Secara rata-rata karbohidrat daya cernanya adalah 97%, protein mempunyai koefisien daya cerna sebesar 92% dan lemak mempunyai koefisien daya cerna sebesar 95%.

Tabel 1. Daftar komposisi bahan makanan per 100 gram

Energi dalam Tubuh

Tubuh memerlukan energi sebagai sumber tenaga untuk segala aktivitas. Energi diperoleh dari makanan sehari-hari yang terdiri dari berbagai zat gizi terutama karbohidrat dan lemak. Energi yang dipergunakan untuk melakukan pekerjaan, dilepaskan dalam tubuh pada proses pembakaran zat-zat makanan. Dengan mengukur jumlah energi yang dikeluarkan itu dapat diketahui berapa banyak makanan yang diperlukan untuk menghasilkannya (Soediaoetama,2000).

Kebutuhan energi seseorang adalah konsumsi energi dari makanan yang diperlukan untuk menutupi pengeluaran energi seseorang bila ia mempunyai ukuran dan komposisi tubuh dengan aktivitas yang sesuai dengan kesehatan jangka panjang dan yang memungkinkan pemeliharaan aktivitas fisik yang dibutuhkan secara sosial dan ekonomi (Beck,1993 dan Almatsier, 2001).

Sumber energi adalah bahan makanan sumber lemak, seperti lemak dan minyak, kacang-kacangan dan biji-bijian. Selain itu bahan makanan sumber karbohidrat, seperti padi-padian, umbi-umbian dan gula murni. Hasil kajian menunjukkan kisaran distribusi energi gizi makro dari pola konsumsi penduduk Indonesia berdasarkan analisis data Riskesdas 2010 adalah 9-14% energi protein, 24-36% energi lemak, dan 54-63% energi karbohidrat Yang belum sebaik yang diharapkan, Yaitu 5-15% energi protein, 25-55% energi lemak, dan 40-60% energi karbohidrat tergantung usia atau tahap tumbuh kembang. (IOM, 2005).

Pengukuran aktifitas fisik biasanya digambarkan dengan istilah pengeluaran energi. Pengukuran aktifitas fisik dapat ditunjukkan antara lain oleh jumlah kerja (watt), lamanya waktu melakukan aktifitas fisik (detik, menit), sebagai unit gerakan (jumlah) atau berasal dari skor numeric hasil dari respon kuesioner. Aktiftas dapat pula didefinisikan dengan perilaku yang disengaja. Biasanya aktifitas fisik meliputi tiga dimensi yaitu durasi (detik, menit, jam), frekuensi (seperti : tiga kali seminggu) dan intensitas (seperti laju pengeluaran energi dalam kilokalori per menit atau kilojoule per jam). Lingkungan fisik (temperature dan ketinggian) dan factor psikologi atau emosi dapat mempengaruhi fisiologi aktifitas. Perkembangan teknologi dan mekanisasi diberbagai bidang telah menurunkan kebutuhan energi pada manusia. Sebagai akibatnya aktifitas bekerja banyak dibantu oleh alat yang meminimalkan pengeluaran energi seperti penggunaan mesin pembajak untuk mengolah tanah di sawah dan penggunakan eskalator untuk naik dan turun tangga. Pengeluaran energi menunjukkan jumlah energi yang terpakai karena aktifitas fisik yang dilakukan. Metode pengukuran pengeluaran energi dapat dilakukan secara langsung yang mengukur produksi panas yang dikeluarkan ketika melakukan aktfitas fisik. Metode ini cukup rumit bila dibandingkan dengan metode tidak langsung.

Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Secara umum, asupan rata-rata kalori harian bagi pria dewasa adalah 2.500 kalori, sedangkan perempuan dewasa sekitar 2.000 kalori. Namun, jumlah tersebut sebenarnya dipengaruhi juga oleh kegiatan yang dilakukan sehari-hari. Jika kegiatan yang dilakukan membutuhkan aktivitas fisik yang lebih berat, maka kebutuhan akan asupan kalori harian tentu meningkat. Misalnya, kebutuhan kalori seorang pekerja tani akan lebih banyak, jika dibandingkan dengan pekerja kantoran yang lebih banyak duduk.

Usia juga bisa menjadi faktor. Seiring bertambahnya usia, terutama ketika memasuki usia lanjut, umumnya aktivitas cenderung berkurang dan akibatnya tidak lagi mengkonsumsi makanan dengan asupan kalori sebanyak sebelumnya.

Sedangkan untuk kebutuhan kalori per hari bagi anak-anak berkisar antara 1.000 sampai 2.000 kalori. Bagi usia remaja bisa berkisar antara 1.400 sampai 3.200 kalori per hari. Sama seperti orang dewasa, umumnya, anak laki-laki memiliki kebutuhan kalori lebih tinggi daripada anak perempuan.

Cara menghitung kebutuhan kalori tiap orang berbeda-beda, karena akan dihitung berdasarkan jenis kelamin, usia, tinggi dan berat badan, komposisi tubuh, aktivitas, hingga keadaan fisik masing-masing. Kalori yang dibutuhkan oleh laki-laki berbeda dengan perempuan meskipun berada pada rentang usia yang sama. Dua orang yang kembar sekalipun akan memiliki kebutuhan kalori yang berbeda, tergantung pada keadaan fisik dan aktivitasnya sehari-hari.

Standar asupan kalori per hari berbeda-beda di tiap negara. Di Amerika, laki-laki disarankan untuk mengkonsumsi 2700 kalori per hari dan wanita 2200 kalori per harinya. Sementara berdasarkan National Health Service di Inggris, laki-laki disarankan mengkonsumsi 2500 kalori dan wanita 2000 kalori. Berbeda dengan FAO yang menyarankan orang dewasa rata-rata harus mengkonsumsi minimal 1800 kalori per hari.

Di Indonesia, terdapat tabel panduan angka kecukupan gizi. Tabel tersebut memuat anjuran berapa banyak kalori yang dibutuhkan oleh masing-masing kelompok umur.

Sebagai contoh:

• Bayi berusia 7-11 bulan dengan berat badan 9 kg dan tinggi badan 71 cm membutuhkan energi 725 kkal per hari.
• Laki-laki berusia 19-29 tahun dengan berat badan 60 kg dan tinggi 168 cm membutuhkan energi 2725 kkal per hari.
• Wanita berusia 19-29 tahun dengan berat badan 54 kg dan tinggi 159 cm membutuhkan energi 2250 kkal per hari.
• Laki-laki berusia lebih dari 80 tahun membutuhkan energi sebesar 1525 kkal per haridan wanita pada usia yang sama membutuhkan energi 1425 kkal per hari.
• Bagi wanita hamil, dibutuhkan tambahan energi sebesar 180-300 kkal per harinya, tergantung pada usia trimester kehamilannya. Begitu juga dengan ibu menyusui, pada 6 bulan pertama dibutuhkan tambahan energi hingga 330 kkal dan tambahan 400 kkal pada 6 bulan berikutnya.

Ada beberapa cara menghitung kebutuhan kalori Anda, yaitu:

a. Rumus Harris-Benedict:

Rumus ini termasuk rumus yang sering dipakai oleh ahli gizi. Rumus Harris-Benedict memperhitungkan usia, jenis kelamin, berat badan, tinggi badan, hingga level aktivitas fisik Anda.

• kebutuhan energi pria

E Pria = 66,5 + 13,8 x (berat badan dalam kilogram) + 5 x (tinggi badan dalam cm) dibagi dengan 6,8 x usia.

• kebutuhan energi wanita

E Wanita = 655,1 + 9,6 x (berat badan dalam kilogram) + 1,9 x (tinggi badan dalam cm) dibagi dengan 4,7 x usia.

Hasil dari penghitungan ini kemudian dikalikan dengan faktor aktivitas fisik. Jika aktivitas fisik Anda rendah, maka dikalikan dengan 1,2. Untuk aktivitas fisik sedang dikalikan dengan 1,3. Sementara aktivitas fisik berat dikalikan dengan 1,4.

b. Rumus WHO (World Health Organization):

Berbeda dengan rumus Harris-Benedict, rumus ini lebih sederhana dan tidak memperhitungkan tinggi badan. Rumus WHO dibagi sesuai dengan kategori umur.

Sebagai contoh: 

• Untuk mencari kebutuhan energi wanita berusia 18-29 tahun

Maka, digunakan rumus 14,7 x (berat badan dalam kilogram) + 496. 

• Untuk mencari kebutuhan energi pria usia 18-29 tahun

Maka, digunakan rumus 15,3 x (berat badan dalam kilogram) + 679. 

Hasilnya kemudian dikalikan dengan faktor aktivitas fisik.

Untuk memudahkan kita menghitung kebutuhan kalori setiap hari, sesuai dengan berat badan, tinggi badan, usia, dan level aktivitas kita. Hello Sehat sudah menyediakan Kalkulator Kebutuhan Kalori yang bisa kita gunakan.

Analisa Kebutuhan Energi Manusia Secara Komputasi

Pada bagian ini akan dilakukan perhitungan kebutuhan energi manusia secara komputasi berdasarkan Perhitungan Kebutuhan Kalori Harian Menurut Gadjean (1993) adalah sebagai berikut:

a. Kebutuhan kalori untuk metabolisme (KLM)
   KLM 	= BB x 23.87 kkal/hari/kg
        = 69 kg x 23.87 kkal/hari/kg = 1647.03 kkal/hari

b.Kebutuhan kalori untuk aktivitas kerja (KLA)
  KLA 	= 3164.88 (berdasarkan Tabel 1.)

Total Kebutuhan Kalori	(TKK) 	 = KLM + KLA = 4811.91 kkal/hari

Perhitungan-perhitungan di atas dilakukan secara komputasi menggunakan Microsoft Excel. Dan disini penulis akan menjabarakan beberapa tahapan dalam perhitungan kebutuhan energi harian yang dibutuhkan oleh manusia.

Dari analisa di atas maka diperoleh Total Kebutuhan Kalori yang dibutuhkan Ahmad Zikri sebesar 4811.91 kkal/hari

Regredasi Antara Kebutuhan Kalori dan Kesehatan

Meskipun kemasan makanan lebih sering mencantumkan persen angka kecukupan gizi berdasarkan pada kebutuhan energi 2000 kkal, namun kini kita tahu bahwa tidak semua orang membutuhkan energi 2000 kkal per harinya. Kebutuhan energi kita bergantung pada jenis kelamin, usia, berat badan, tinggi badan, keadaan fisik, hingga aktivitas kita sehari-hari. Mengetahui berapa kebutuhan energi kita per hari dapat membantu menjaga kesehatan kita karena hal tersebut bisa mempengaruhi keseimbangan energi kita sehari-hari.

Prinsip dalam mencukupi kebutuhan energi sederhana saja yaitu seimbang, karena jika kita mengonsumsi kalori lebih dari kebutuhan, ini dapat mengakibatkan peningkatan berat badan di kemudian hari sekaligus meningkatkan risiko kita mengidap berbagai macam penyakit, khususnya penyakit degeneratif. Tetapi jika kita mengonsumsi kalori kurang dari kebutuhan kita, maka akan terjadi penurunan berat badan sekaligus penurunan fungsi organ-organ dalam tubuh karena tidak mendapat asupan yang seharusnya.

Draft Paper Project Komputasi Teknik

BAB I : PENDAHULUAN

Latar Belakang

Di era globalisasi sekarang ini, kemajuan teknologi bidang otomotif berkembang secara pesat sehingga mendorong manusia untuk selalu mempelajari ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam dunia otomotif khususnya pada mesin motor bakar dikenal berbagai macam sistem yang bekerja. Dimana sistem-sistem tersebut bekerja saling berkaitan antara satu dengan yang lainnya, sehingga apabila salah satu dari sistem tersebut mengalami kerusakan, maka mesin mobil akan mengalami kerusakan.

Secara sederhana, mesin dapat digambarkan sebagai sebuah sistem yang terdiri dari beberapa sistem pendukung yang bekerja secara simultan dan terintegrasi. Dimana suatu mesin didalamnya terdapat beberapa sistem pendukung yang bekerja sekaligus, yaitu sistem pendinginan, sistem pelumasan, sistem bahan bakar, dan sistem kelistrikan. Sistem-sistem tersebut di atas melakukan kerja secara bersamaan sehingga menghasilkan kerja mesin yang merupakan output dari mesin itu sendiri. Pada sistem pendinginan yang merupakan sistem pendukung dari kerja mesin dan bukanlah sistem utama yang menjadi dasar mesin (engine) untuk melakukan kerja dan usaha, namun demikian sistem pendinginan mempunyai fungsi yang sangat penting. Dimana sistem pendinginan secara garis besar sebagai pelindung kerja mesin, sehingga kinerjanya dapat dipertahankan dalam jangka waktu yang relatif lebih lama.

Pada sistem pendinginan di kendaraan berupa alat penukar kalor (APK) yang merupakan suatu peralatan dimana terjadi perpindahan panas dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi kepada fluida lain yang temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas pada APK tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya sebagai berikut: [1].

• a. APK yang langsung, ialah alat penukar kalor yang fluida panas akan bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah) dalam suatu bejana atau ruangan tertentu.

Contohnya: Jet condensor, pesawat desuperheater pada ketel (water injection desuperheater), pesawat dearator (yaitu antara air ketel dengan uap yang diinjeksikan), dll.

• b. APK yang tidak langsung, ialah penukar kalor yang fluida panas tidak berhubungan langsung (indirect contact) dengan fluida dingin. Jadi proses perpindahan panasnya itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat, atau peralatan jenis lainnya.

Contohnya: kondensor pada turbin uap, pesawat pemanas uap lanjut pada ketel (antara uap basah dengan gas asap panas pembakaran), pemanas air pendahuluan pada ketel (ekonomizer), pemanas udara pembakaran (air preheater), dll.

Perpindahan panas antara cairan terjadi melalui dinding pemisah atau masuk dan keluar dari dinding secara cepat. Kebanyakan penukar panas, cairan dipisahkan oleh permukaan perpindahan panas, dan idealnya tidak tergabung atau bocor. Perpindahan panas di dinding pemisah recuperator umumnya terjadi secara konduksi. Pipa panas tidak hanya berfungsi sebagai dinding pemisah, namun juga memudahkan perpindahan panas dengan kondensasi, penguapan, dan konduksi pada fluida kerja di dalam pipa panas.

Proses pelepasan panas ke udara sekitar, terjadi melalui kontak langsung antara udara dengan pipa yang dilengkapi dengan perangkat sirip setelah pipa tersebut menerima panas dari air yang sebelumnya membawa panas dari proses pembakaran yang terjadi di ruang bakar. Dimana proses pelepasan kalor ini terjadi melalui sebuah alat penukar kalor yang sering disebut dengan radiator.

Radiator merupakan komponen yang sangat penting dari mesin kendaraan yang digunakan sebagai sistem pendingin. Pada mesin, umumnya air adalah media perpindahan panas. Untuk sistem pendingin ini, panas yang berlebih akan dilepaskan melalui pendingin yang beredar di sekitar perangkat. Air disekitar perangkat menjadi panas kemudian air yang panas didorong oleh pompa menuju alat penukar kalor (APK). Penambahan sirip merupakan salah satu pendekatan untuk meningkatkan laju pendinginan radiator. Dan ini berfungsi untuk menyediakan area perpindahan panas yang lebih besar dan meningkatkan koefisien perpindahan panas konveksi udara.

Penelitian terkait radiator telah banyak dilakukan diantaranya “Analisis Efektivitas Radiator pada Mesin Toyota Kijang Tipe 5 K” yang dilakukan oleh David dkk. dimana pada penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai efektivitas radiator dalam usaha pendinginan mesin Toyota Kijang tipe 5 K sehingga mesin dapat bekerja optimal. Penelitian ini dibatasi pada kondisi putaran stationer dengan mencatat nilai putaran mesin, suhu udara yang menuju maupun suhu udara yang menginggalkan radiator serta suhu air yang masuk maupun suhu air yang keluar dari radiator. Dan dapat disimpulkan dari hasil analisis data pada penelitian ini bahwa radiator bekerja efektif dalam pendinginan mesin dimana pada putaran 1700 rpm diperoleh nilai efektivitas 0.502, pada putaran 2000 rpm nilai efektivitas 0.54 dan pada putaran 2500 rpm nilai efektivitas 0.584 [2].

Penelitian lain juga dilakukan oleh Made Ricki Murti yakni tentang “Laju Pembuangan Panas pada Radiator dengan Fluida Campuran 80% Air dan 20% RC pada rpm Konstan”. Pada penelitian ini diambil data antara lain temperatur masuk dan keluar radiator, dan volume aliran fluida radiator (Q) yang kemudian dilakukan pengolahan data untuk menentukan laju aliran massa (m), panas spesifik fluida (Cp), laju pembuangan panas radiator (q), dan pengolahan data secara statistik. Hasil pengujian terhadap campuran fluida radiator 80% air dan 20% radiator coolant menunjukkan rata-rata selisih temperatur inlet radiator dengan temperatur outlet radiator yang lebih tinggi sebesar 4,725^0C serta rata-rata laju pembuangan panas radiator yang lebih tinggi juga sebesar 8,0378 kJ/s. Kondisi ini menunjukkan pada 2000 rpm, campuran 80% air dan 20% radiator coolant memiliki kemampuan penyerapan dan pembuangan panas mesin yang lebih tinggi dari pada 100% air [3].

Oleh karena itu, keefektifan sebuah APK (Alat Penukar Kalor) yakni radiator sangat penting untuk diperhatikan, mulai dari pengaruh laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator dengan perpindahan panas menyeluruh sisi udara (fluida dingin) maupun sisi air (fluida panas), pengaruh laju aliran udara terhadap efektivitas radiator yang dipakai pada motor bakar serta laju aliran udara yang optimal terhadap penurunan temperatur pada radiator. Dalam hal ini, penulis akan membahasnya secara terperinci terkait hal tersebut.

Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini yaitu pengujian dilakukan dengan rencana awal data yang ditetapkan sebagai berikut:

1. Radiator yang digunakan adalah Radiator Daihatsu Ayla 1000 cc.
2. Laju aliran udara divariasikan dengan 7 laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator yaitu dengan frekuensi blower 17 Hz, 22 Hz, 27 Hz, 32 Hz, 37 Hz, 42 Hz, dan 47 Hz.
3. Debit air yang masuk ke radiator konstan yakni 7 lpm (12x10-5 m^3/s), dengan temperatur 80^0C.

Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator dengan perpindahan panas menyeluruh sisi udara (fluida dingin) maupun sisi air (fluida panas).
2. Mengetahui pengaruh laju aliran udara yang mengalir tegak lurus terhadap penampang radiator dengan efektivitas radiator yang dipakai pada kendaraaan berkapasitas mesin 1000 cc.
3. Menganalisa eviasi penurunan temperatur air dan udara yang keluar radiator secara komputasi.

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu sebagai berikut:

1. Sebagai informasi dalam menentukan laju aliran udara yang optimal untuk mendinginkan air yang melalui radiator pada debit air yang konstan yakni 7 lpm (12 x 10^-5 m^3/s), dengan temperatur 80^0C.
2. Sebagai penerapan dan pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang alat penukar kalor kompak melalui komputasi.
3. Sebagai pengembangan wawasan penelitian secara komputasi pada matakuliah Komputasi Teknik.

Metode Pengumpulan Data

Adapun metode pengumpulan data dari penelitian ini yaitu sebagai berikut:

1. Observasi, dimana penulis melakukan pengamatan langsung dari alat penukar kalor kompak (Radiator Test) 1000 cc yang ada dipasaran.
2. Studi Literatur, dimana penulis melakukan kajian dari buku-buku yang berhubungan dengan permasalahan yang dibahas dalam projek ini.
3. Diskusi

BAB II : TINJAUAN TEORITIS

Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor (heat transfer) adalah perpindahan energi dalam bentuk panas yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material [4]. Dalam proses perpindahan energi tersebut tentu ada kecepatan perpindahan panas yang terjadi, atau yang lebih dikenal dengan laju perpindahan panas. Maka ilmu perpindahan panas juga merupakan ilmu untuk menentukan laju perpindahan panas yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu. Perpindahan kalor dapat didefinisikan sebagai suatu proses berpindahnya suatu energi (kalor) dari satu daerah ke daerah lain akibat adanya perbedaan temperatur pada daerah tersebut. Ada tiga bentuk mekanisme perpindahan panas yang diketahui, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

Perpindahan kalor konduksi

Perpindahan kalor konduksi merupakan proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah dalam suatu medium (padat, cair, atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung sehingga terjadi pertukaran energi dan momentum. Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu (temperature gradient), maka akan terjadi perpindahan panas serta energi dari bagian yang bersuhu tinggi ke bagian yang bersuhu rendah.

alt text

Perpindahan kalor konveksi

Perpindahan kalor konveksi merupakan perpindahan panas antara permukaan solid dan berdekatan dengan fluida yang bergerak atau mengalir dan itu melibatkan pengaruh konduksi dan aliran fluida [7]. Menurut cara menggerakkan alirannya, perpindahan panas konveksi diklasifikasikan menjadi dua, yakni konveksi bebas (free convection) dan konveksi paksa (forced convection). Bila gerakan fluida disebabkan karena adanya perbedaan kerapatan karena perbedaan suhu, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi bebas (free convection). Bila gerakan fluida disebabkan oleh gaya pemaksa/ eksitasi dari luar, misalkan dengan pompa atau kipas yang menggerakkan fluida sehingga fluida mengalir di atas permukaan, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi paksa (forced convection). Perhatikan perpindahan kalor konveksi seperti pada Gambar 2.2.

alt text

Perpindahan kalor radiasi

Berlainan dengan mekanisme konduksi dan konveksi, dimana perpindahan energi terjadi melalui bahan antara, kalor juga dapat berpindah melalui daerah-daerah hampa. Mekanismenya di sini adalah sinaran atau radiasi elektromagntik [6]. Jadi radiasi merupakan perpindahan energi karena emisi gelombang elektromagnet (atau photons). Untuk mempermudah pemahaman, perhatikan Gambar 2.3.

alt text

Alat Penukar Kalor Kompak

Alat penukar kalor (heat exchanger) adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan panas antara dua buah fluida atau lebih yang memiliki perbedaan temperature yaitu fluida yang bertemperatur tinggi ke fluida yang bertemperatur rendah. Alat penukar kalor ini bertujuan untuk memanfaatkan panas suatu aliran fluida untuk pemanasan aliran fluida yang lain. Maka terjadi dua fungsi sekaligus yaitu memanaskan fluida yang dingin dan mendinginkan fluida yang panas [1].

Secara bebas dapat diartikan, alat penukar kalor kompak merupakan salah satu yang tergabung dalam alat penukar kalor yang memiliki bidang perpindahan panas dengan kerapatan tinggi. Kerapatan tinggi yang dimaksud adalah rasio antara luas permukaan bidang yang mengalami perpindahan panas terhadap volume alat penukar kalor. Namun hal tersebut bukan berarti alat penukar kalor kompak harus selalu memiliki dimensi dan massa yang kecil. Dengan pengertian yang sama, juga dapat ditetapkan kerapatan permukaan alat penukar kalor kompak (β) lebih besar dari 700 m^2/m^3 [4].

Seperti yang disebutkan sebelumnya, penukar kalor kompak yang menggunakan udara sebagai fluida kerjanya membutuhkan luas permukaan yang lebih besar dari pada alat penukar kalor kompak yang menggunakan cairan sebagai fluida kerjanya. Peningkatan luas permukaan dapat dilakukan dengan menaikkan kerapatan permukaan perpindahan panasnya (β). Jenis konstruksi dasar yang digunakan dalam desain sebuah penukar kompak adalah :

• a. Menambahkan luas permukaan alat penukar dengan menggunakan sirip pada satu atau lebih sisi-sisinya.
• b. Pembangkit panasnya menggunakan diameter hidrolik permukaan yang kecil.
• c. Pipa pada alat penukar memiliki diameter yang kecil.

Beberapa yang patut dipertimbangkan adalah biaya, tekanan dan temperatur pada saat pengoperasian, pengotoran, kontaminasi fluida, dan pertimbangan produksi. Jenis yang umum digunakan pada alat penukar dengan permukaan yang ditambahkan adalah jenis pelat-sirip dan pipa-sirip. Pada alat penukar kalor jenis plat-sirip, sirip-sirip ini diapit oleh pelat secara paralel seperti yang ditampilkan oleh Gambar 2.5, terkadang sirip ini digabungkan dengan pipa yang bentuknya telah disesuaikan. Berikut ini yang tergolong dalam pelat-sirip adalah sebagai berikut:

• a. Sirip lurus dan sederhana, misalnya sirip segitiga sederhana dan segiempat.
• b. Sirip sederhana namun bergelombak (berombak).
• c. Sirip bercelah, misalnya offset strip, louver, sirip berlubang, dan sirip pin.

Dengan memvariasikan variabel geometris dasar untuk setiap jenis permukaan plat-sirip adalah mungkin untuk memperoleh berbagai permukaan geometris spesifik. Walaupun pada umumnya kerapatan sirip antara 120-700 sirip/m, namun aplikasinya memungkinkan hingga 2100 sirip/m. Ketebalan sirip pada umumnya antara 0,05-0,25 mm. Ketinggian (puncak) sirip antara 2-20 mm. Sebuah alat penukar kalor pelat sirip dengan luas permukaan perpindahan panas 1300 m^2 tiap meter kubiknya mampu ditempati sirip dengan kerapatan 600 sirip/m.

Kontruksi Radiator

alt text

Sistem pendingin digunakan untuk membuang panas yang berlebihan dan menjaga mesin agar temperaturnya tetap stabil, bisa menghangatkan secara cepat dari start dingin [5]. Radiator pada sistem pendinginan berfungsi untuk mendinginkan air atau membuang panas air ke udara melalui sisrip-sirip pendinginnya [6]. Menurut Kuppan T., radiator adalah alat penukar kalor kompak yang menggunakan cairan dan gas sebagai fluida kerjanya yang secara luas digunakan pada kendaraan otomotif memiliki tipikal kerapatan sirip antara 400-1000 sirip/m (10-25 sirip/in) [7]. Adapun konstruksi radiator terdiri dari beberapa komponen seperti pada Gambar 2. berikut ini.

• Tangki air atas: berfungsi untuk menampung air yang telah panas dari mesin. Tangki atas dilengkapi dengan lubang pengisian, pipa pembuangan dan saluran masuk dari mesin. Lubang pengisian harus ditutup dengan tutup radiator.
• Tangki air bawah: berfungsi untuk menampung air yang telah didinginkan oleh inti radiator dan selanjutnya disalurkan ke mesin melalui pompa. Pada tangki bawah juga dipasangkan saluran air yang berhubungan dengan pompa air dan saluran pembuangan atau drain cock yang berfungsi untuk membuang air radiator saat membersihkan atau menguras radiator.
• Tutup radiator: berfungsi untuk menjaga tekanan di dalam inti radiator. Tutup radiator dilengkapi dengan relief valve dan vacuum valve. Bila volume cairan pendingin (air) bertambah akibat naiknya temperatur, maka tekanan juga akan bertambah dan relief valve akan membuka dan membebaskan kelebihan tekanan melalui overflow pipe.
• Inti radiator merupakan bagian yang paling banyak mengambil peran sebagai penukar kalor. Pada bagian ini cairan pendingin (air) yang telah mengalami kenaikan temparatur pasca keluar dari water jacket akan masuk kedalam pipa, dan secara konveksi akan memindahkan panasnya ke dinding pipa. Selanjutnya panas yang diserap oleh dinding pipa akan dipindahkan lagi secara konduksi kepada sirip, dan dengan bantuan kipas (fan), udara didorong dengan arah menyilang yang bertujuan untuk melepas kalor yang ada pada sirip ke lingkungan secara konveksi.

Analisa Perpindahan Panas pada Radiator

Perpindahan panas yang terjadi sangat bergantung pada karakteristik inti radiator. Cairan pendingin (air) yang dipompakan masuk ke dalam radiator pada temperatur ± 80oC akan melepaskan kalornya akibat adanya perbedaan temperatur yang lebih rendah yaitu antara temperatur air dengan dinding pipa radiator bagian dalam, yang berpindah secara konveksi [8]. Selanjutnya perbedaan temperatur yang lebih rendah antara dinding pipa bagian dalam dengan dinding pipa bagian luar akan memicu terjadinya perpindahan panas secara konduksi, dan perpindahan panas dengan cara yang sama akan diteruskan lagi pada sirip-sirip yang sengaja disambungkan pada dinding pipa bagian luar. Untuk mendapatkan penyerapan panas air yang diinginkan maka dengan bantuan kipas (fan), udara ditiupkan pada arah menyilang terhadap radiator sehingga perbedaan temperatur antara sirip dan dinding pipa bagian luar terhadap udara tersebut kembali memicu terjadinya perpindahan panas secara konveksi.

Untuk mengetahui perpindahan panas menyeluruh pada sistem ini adalah suatu keharusan untuk mengetahui sifat-sifat fisis fluida kerjanya, dalam hal ini air dan udara. Sifat-sifat fisis tersebut dapat ditinjau melalui temperatur sebelum dan sesudah masuk radiator. Variasi temperatur pada lapisan batas dapat mempengaruhi laju perpindahan panas, namun ini dapat ditangani dengan mengevaluasi semua sifat pada temperatur rata-rata. Dan temperatur rata-rata pada aliran eksternal (sirip dan dinding luar pipa radiator) dapat diperoleh dan laju aliran massa fluida yang mengalir melalui radiator juga dapat dihitung [9].

Efektivitas Alat Penukar Kalor

Efektivitas alat penukar kalor merupakan salah satu hal yang sangat penting dalam mendesain penukar kalor. Hal ini disebabkan karena parameter efektivitas tersebut merupakan suatu gambaran untuk kerja sebuah penukar kalor . Panas yang dipindahkan ke fluida dingin harus sama dengan panas yang diserahkan dari fluida panas. Dimana efektivitas penukar kalor (heat exchange effectiveness) dapat juga didefinisikan sebagai berikut [10]:

BAB III : METODOLOGI PENELITIAN

Adapun beberapa tahapan dalam metodologi penelitian atau pemodelan komputasi teknik dalm project ini dapat dilihat pada gambar diagram berikut ini:

alt text