Iman Herlana

Biodata

Nama  : Iman Herlana

NPM  : 1906356134

TTL  : Jakarta, 2 Juni 2000

Domisili  : Jakarta

Saya merupakan mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Indonesia dengan Program Studi S1 Reguler Teknik Mesin. Saya tinggal di daerah Manggarai, Tebet, Jakarta Selatan. Banyak hal yang pada akhirnya membuat saya bisa sampai ke FTUI yang sekarang ini. Mulai dari rasa penasaran dengan fisika, hingga adanya teman seperjuangan yang berhasil mempersuasi saya untuk lebih giat belajar. Saya bersyukur menjadi salah satu dari sekian orang yang beruntung dapat diterima di FTUI.

Metode Numerik

Di semester ini, saya berhadapan dengan sebuah mata kuliah yang cukup menantang yaitu metode numerik. Sebelum UTS, saya sudah mempelajari beberapa metode pencarian akar persamaan, regresi, interpolasi, dan turunan numerik. Saya berharap dapat lebih memahami lagi terkait metode numerik, dan dapat menggunakannya pada kehidupan nyata baik dalam akademik maupun karier nantinya.

Minggu 1 (11 November 2020)

Tujuan belajar Metode Numerik:

• 1. Memahami konsep-konsep dan prinsip-prinsip dasar dalam metode numerik
• 2. Menerapkan pemahaman yang didapat ke dalam model numerik
• 3. Mampu menerapkan pemahaman yang didapat ke dalam persoalan teknik
• 4. Mendapat nilai tambah sehingga menjadi orang yang beradab

Penggunaan tujuan diibaratkan dalam sebuah perjalanan. Sehingga setiap hal yang kita lakukan adalah untuk mencapai tujuan tersebut. Untuk itulah tujuan dibuat agar arah perjalanan dapat lebih terstruktur, begitu pula dalam belajar.

Bit merupakan singkatan dari Binary Digit, adalah kemampuan operating system dalam memproses jumlah data dalam satu hitungan waktu.

Tugas Minggu 1

di tugas pertama ini, kami diminta untuk menggunakan aplikasi OpenModelica untuk menyelesaikan permasalahan tertentu, kemudian membuat videonya. dalam hal ini, saya mencoba mencari properties pada keadaan tekanan tertentu dari Saturated Water (Liquid - Vapor) menggunakan metode interpolasi dengan melihat nilai-nilai yang dapat ditemukan pada tabel di buku "Fundamental of Engineering Thermodynamics"

Berikut video pembuatan tugas saya

Minggu 2 (18 November 2020)

di pertemuan ini, masing-masing dari kita dipersilahkan bertanya sambil menjelaskan hasil pekerjaannya. kemudian ada sebuah pertanyaan menarik dari seorang mahasiswa, yaitu "Kenapa kita memilih menggunakan OpenModelica dibandingkan aplikasi/platform lainnya?". jawaban dari Pak Dai cukup membuat saya semakin yakin untuk menggunakan OpenModelica. Pak Dai menjawab bahwa open modelica merupakan bahasa pemodelan, bukan sekedar bahasa coding seperti C++ dll. hal itu lebih sesuai untung engineering karena engineer bekerja dengan pemodelan. kemudian pak Dai mengarahkan kami untuk mempelajari fitur lain dari OpenModelica. salah satu fitur nya adalah fitur panggil dimana kita memanggil fungsi yang ada pada file lain untuk digunakan pada sebuah file class. hal yang kita pelajari itulah yang kemudian menjadi tugas bagi mahasiswa untuk mencoba mempelajari fitur tersebut lebih lanjut

Tugas Minggu 2

pada tugas kali ini, kami diinstruksikan untuk mencoba fitur panggil pada aplikasi OpenModelica. saya menggunakan contoh soal dari latihan pada buku "Elementary Linear Algebra" oleh Howard, dan memanfaatkan aplikasi OpenModelica untuk mengetahui jawabannya. Ada sedikit keanehan yang saya temui di hasil pengerjaan saya, yang kemungkinan besar akan saya tanyakan kepada pak Dai dan teman-teman di kelas Berikut video pembuatan tugas saya

Minggu 3 (25 November 2020)

Rumus Metode Gauss Jordan

Di pertemuan ini, kita kembali dipersilahkan untuk mempresentasikan hasil kerja kita masing masing. Ternyata apa yang diharapkan pak Dai adalah kita mencoba membuat rumus sendiri. mayoritas mahasiswa kelas Metode Numerik 02 mengerjakan tugasnya dengan menggunakan rumus yang sudah ada pada Open Modellica. ada salah satu mahasiswa yang membuat rumus sendiri yaitu bang Cristo. Berikut code yang digunakan oleh bang Cristo (disalin langsung dari milik bang Cristo sehingga hak milik adalah milik bang Cristo)

function GaussJordan
input Real [:,:] A;//matriks awal
output Real [:,:] B;//matriks tereduksi
protected 
Integer h = 1;    //pivot row
Integer k = 1;    //pivot coloumn
Integer m = size(A,1); //jumlah baris
Integer n = size(A,2); //jumlah kolom
Integer c = 0;
Integer max_row; // Row index of max number in pivot column
Real [:] pivot_column;
Real [:] pivot_row;
Real [:,:] temp_array;
Real r;
Real float_error = 10e-10;
algorithm
B := A;
while h <= m and k <= n loop
 for i in 1 : m loop
   for j in 1 : n loop
    if abs(B[i,j]) <= float_error then
      B[i,j] := 0;
     end if;
   end for;
 end for;
//Finding pivot 
 pivot_column:= {B[i,h] for i in h:m};
   //Baris terbawah yang mempunyai dengan pivot tertinggi
   c:=h-1;
   for element in pivot_column loop
     c:= c+1;
     if abs(element)== max(abs(pivot_column)) then
       max_row :=c;
     end if;
   end for; 
 //Jika tidak ada pivot di kolom ini, pindah ke kolom selanjutnya
 if B[max_row,k] == 0 then
   k:=k+1;
 else 
   // tukar row h - max_row
   temp_array := B;
   temp_array[h] := B[max_row];
   temp_array[max_row] := B[h];
   B:= temp_array;
   //devide pivot row by pivot number
    B[h] := B[h]/B[h,k];
    for i in (h+1) :m loop
      r := B[i,k]/B[h,k];
     B[i,k]:=0;
     for j in (k+1) : n loop
       B[i,j] := B[i,j]-B[h,j] * r;
     end for;
   end for;
   //pindah ke pivot kolom dan row selanjutnya
   h := h+1;
   k := k+1;  
 end if;
 end while;
// proses dari kanan atas
h :=m;
k :=n;
while h >=1 and k>=1 loop
 //dealing with error
 for i in 1:m loop
   for j in 1:n loop
     if abs(B[i,j]) <=float_error then
       B[i,j]:=0;
     end if;
   end for;
 end for; 
//finding pivot 
   pivot_row := {B[h,i] for i in 1:k};
   //Get position index k of pivot 
   c := 0;
   for element in pivot_row loop
     c := c+1;
     if element <> 0 then
       break;
     end if;
   end for;
   k:= c;
 // no pivot in this row, move to next row
 if B[h,k] == 0 then 
   h:= h-1;
 else
   //perform row operatation
   for i in 1:(h-1) loop
     r := B[i,k];
     B[i] := B[i] - B[h] *r;
   end for;
   //move to next pivot row dan column
   h:=h+1;
   k:=k+1;
 end if; 
end while;    
end GaussJordan;

Naive Gauss Elimination

selanjutnya kami diminta untuk mengubah pseudocode yang terdapat pada buku Numerical Methods for Engineer di Figure 9.4. Berikut adalah pseudocode nya

kemudian pseudocode tersebut harus kita ubah ke dalam bahasa pemograman OpenModelica manjadi

kami juga diminta untuk menyelesaikan Example 9.5 menggunakan code tersebut. berikut adalah soal nya

Dengan demikian, kita membuat class baru yang akan memanggil fungsi diatas

kita siap untuk melakukan simulate dan menemukan hasil dari soal

Tugas Minggu 3

kami juga diberikan tugas untuk menyelesaikan permasalahan pada gambar berikut

berikut adalah code pada OpenModelica yang sesuai dengan soal

Class tersebut membutuhkan fungsi yang akan dipanggil untuk menjalankan simulasi pada class tersebut. code fungsi nya adalah

kita memerlukan fungsi lain untuk membuat fungsi diatas dapat berjalan

sebelum dapat benar benar berjalan, kita memerlukan fungsi terakhir

terakhir kita juga memerlukan fungsi berisi metode gauss jordan

dengan demikian code telah lengkap dan dapat langsung dijalankan (disimulate)

Minggu 4 (2 Desember 2020)

Quiz Diagram Class dan Flowchart

Kita diminta untuk membuat Class Diagram dalam bentuk Flowchart dari code milik Josiah pada tugas pekan 3. Berikut hasil kerja saya

Tugas Minggu 4

Kami diminta untuk mengerjakan soal nomor 8 tentang Space Trusses. berikut soalnya

untuk mengerjakannya, pertama-tama saya melakukan perhitungan secara manual terlebih dahulu untuk mendata panjang truss serta Cx, Cy, dan Cz

berikut video pengerjaan code pada OpenModelica

Minggu 6 (16 Desember 2020)

pada pertemuan kali ini, kita semua diberikan pengetahuan lebih, bahwa sejatinya ilmu tidak hanya berasal dari buku saja, tetapi juga dari alam sekitar. banyak fenomena yang bisa kita cari tau penyebab dan dampaknya terhadap kehidupan sehari-hari yang apabila dipelajari akan memberikan pengetahuan lebih. pengetahuan berupa teori yang sudah kita dapatkan pun, baik melalui pembelajaran di kelas maupun melalui belajar mandiri, harus dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. barulah ilmu tersebut menjadi bermanfaat bagi banyak orang

Optimasi

pada pertemuan kali ini, kita diajarkan mengenai Optimasi dengan menggunakan metode bracket oleh bu Chandra. masing masing dari kita dipersilahkan mencoba langsung dalam OpenModelica sambil dituntun oleh bu Chandra apabila ada kesulitan. berikut hasil dari yang saya coba. pertama, kita harus membuat model bracket terlebih dahuli

selanjutnya, kita harus menyiapkan fungsi objektif yang nantinya akan dipanggil pada model bracket

kemudian kita melakukan cek untuk memastikan bahwa code sudah benar dan tidak ada error. apabila sudah tidak ada error, maka dapat langsung melakukan simulasi. berikut adalah hasil setelah disimulasikan

TUGAS BESAR

Setelah sekian minggu mempelajari aplikasi OpenModelica dalam penerapan metode numerik, kami diminta untuk membuat code untuk aplikasi metode numerik dalam optimasi desain struktur rangka sederhana

Mengenal Lebih Jauh Tentang Apa itu Optimasi

optimasi adalah suatu cara untuk menyelesaikan masalah secara optimal. biasanya permasalah yang diselesaikan adalah masalah yang menuntut penyelesaian yang memperhatikan beberapa indikator atau capaian tertentu. misalnya, dalam membangun jembatan, diperlukan bahan yang kuat, akan tetapi tetap ekonomis (memiliki harga yang terjangkau). dengan demikian, maka diperlukan optimasi untuk mencari jalan tengah dari permasalahan tersebut. sehingga penyelesaian yang didapat adalah bahan yang cukup untuk menahan beban sebagai jembatan, dengan harga yang masih terjangkau. penyelesaian tersebut pada akhirnya akan memenuhi kedua indikator yang diinginkan yaitu kuat menahan beban sebagai jembatan, dan memiliki harga yang terjangkau. apabila ingin salah satu indikator saja yang tercapai, bisa saja menggunakan bahan yang paling kuat, akan tetapi tentu saja harganya mahal. pun sebaliknya bisa menggunakan bahan yang paling murah, akan tetapi mudah rapuh. itulah manfaat dari optimasi. optimasi sendiri terbagi menjadi 2 tujuan besar yaitu maksimasi dan minimasi. maksimasi dalam contoh yang disebutkan diatas adalah "Bahan yang kuat" sedangkan minimasi nya adalah "harga yang terjangkau". dalam optimasi, perlu memperhatikan:

• Objective Function
• Decision Variable
• Constraints

Soal yang Harus Diselesaikan

pada tugas besar ini, kami diharuskan menyelesaikan sebuah permasalahan pada rangka batang menggunakan metode optimasi. berikut adalah soalnya

untuk dapat menyelesaikan permasalahan tersebut, diperlukan adanya asumsi yang mendukung proses perhitungan dan pertimbangan nantinya. berikut asumsi yang dibuat:

• beban hanya terdistribusi pada noda karena sistem bersifat trusses
• ketinggian trusses tiap lantai dianggap sama yaitu 0,6 meter
• displacement yang diizinkan pada trusses horizontal paling atas adalah sebesar 0,001 meter sebelum terjadinya buckling
• safety factor yang ingin didapatkan harus lebih dari 2 untuk menjamin keselamatan

Sistematika Pengerjaan

proses optimasi menggunakan 2 kali perhitungan dengan pertimbangan yang berbeda yaitu kesamaan jenis material dan kesamaan area dari penampang.

untuk jenis material yang sama:

1. mencari harga untuk 6 ukuran standar batang dengan material yang sama yaitu SS316L.
2. mengitung nilai safety factor pada 6 ukuran batang dengan coding yang dikerjakan saat kuis sebelumnya.
3. membuat rasio antara safety factor dengan harga total.
4. membuat persamaan antara rasio (safe/harga) dengan area dengan metode curve fitting.
5. melakukan optimasi menggunakan metode golden section.

Untuk area penampang yang sama:

1. mencari harga untuk 4 jenis material dengan area penampang yang sama yaitu 171 mm^2.
2. mengitung nilai safety factor pada 4 jenis batang dengan coding awal.
3. membuat rasio antara safety factor dengan harga total.
4. membuat persamaan antara rasio (safe/harga) dengan jenis material dengan metode curve fitting.
5. melakukan optimasi menggunakan metode golden section.