Adinda Rahmah Shalihah
Contents
Profil
Assalamu'alaikum warahmatullahi wabarakatuh
Nama : Adinda Rahmah Shalihah
NPM : 1906433524
Program Studi : Teknik Mesin
Peminatan : Sistem Manufaktur dan Otomasi
email : adinda.rahmah@ui.ac.id
KOMPUTASI TEKNIK
Resume Pertemuan 1 (3 Februari 2020)
Dosen pengampu mata kuliah Komputasi Teknik adalah Bapak Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara atau biasa dikenal dengan panggilan Bapak DAI. Beliau menyampaikan bahwasanya kita sebagai manusia harus selalu ber-muhasabah diri. Disini saya mengakui bahwa saya belum cukup memahami konsep dari Komputasi Teknik. Maka dari itu, beliau memberikan tugas pertama untuk mengetahui tujuan dari mempelajari Komputasi Teknik, antara lain:
1. Memahami konsep-konsep dan prinsip-prinsip dalam mempelajari Komputasi Teknik
2. Mampu menerapkan pemahaman tersebut dalam bidang ilmu Teknik Mesin.
3. Selalu introspeksi diri atas segala perbuatan, ucapan serta pikiran yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari.
Komputasi Teknik merupakan gabungan ilmu komputer dan ilmu matematika dimana penggunaan komputer dibutuhkan untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains) dengan melakukan penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik. Penggunaan komputer berarti menggunakan perangkat lunak (software) untuk membuat suatu permodelan dan mengubahnya kedalam algoritma yang dapat dioperasikan.
Dalam bidang ilmu ini, kita diharuskan dapat melakukan suatu perhitungan teknik yang dapat diterapkan dalam software yang akan digunakan. Beberapa contoh perhitungan dan metode yang akan dipelajari nantinya antara lain iterasi, konvergen, regresi, kubikal, dan lain-lain.
Adapun berbagai macam bahasa pemrograman yang digunakan untuk pemodelan sistem dan komputasi antara lain C++, Fortran, Java, Dephic dan sebagainya. Sedangkan untuk tools diantaranya Maple, Matlab, MathCad, Eureka dan sebagainya. Disini lagi-lagi saya harus bermuhasabah diri, mengingat saya hanya pernah menggunakan Matlab saja. Maka dari itu saya berharap dengan mengikuti mata kuliah ini, ada ilmu yang bisa saya peroleh nantinya.
Resume Pertemuan 2 (10 Februari 2020)
Pada pertemuan kali ini, Bapak DAI kembali mengingatkan kita untuk mengenali diri sendiri. Mencari tahu pengetahuan dan kemampuan yang kita miliki yang berhubungan dengan mata kuliah Komputasi Teknik. Beliau juga memberi nasihat agar tidak mengharapkan sesuatu kepada siapapun, selain Tuhan. Disini saya menyimpulkan bahwa kita sebagai hamba Allah SWT baiknya menuntut ilmu dengan niat beribadah kepada-Nya. Menuntut ilmu adalah ibadah yang harus dilandaskan rasa ikhlas agar rasa lelah yang kita jalani selama menuntut ilmu berbuah menjadi pahala dan rahmat Allah SWT. Apabila kita telah melakukan itu semua, niscaya Allah SWT akan menjamin surga-Nya yang mulia untuk kita.
Saya akui bahwa saya merasa kurang pada ilmu bidang Komputasi Teknik ini, dan saya ingin menuntut ilmu lebih dalam lagi dengan niat beribadah kepada Allah SWT. Maka dari itu saya mengikuti pelatihan yang diadakan pada hari Selasa, 11 Februari 2020 di Gedung EC 203. Seperti yang Bapak DAI katakan di kelas, bahwa pengalaman adalah guru yang paling berharga. Hal ini membuat saya ingin mempraktekkan materi yang telah saya terima agar lebih memahami materi tersebut.
Berikut adalah salah satu contoh simulasi menggunakan software CFDSOF yang dipraktekkan pada pelatihan kemarin.
Pertemuan 3 (17 Februari 2020)
Sinopsis Skripsi
Pada saat saya kuliah Sarjana, saya mengambil peminatan Teknik Manufaktur dengan skripsi saya yang berjudul "Pengaruh Temperatur Preheating Cetakan Permanen Terhadap Cacat Coran Pulley Aluminium".
Pulley memiliki kegunaan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya melalui perantara belt (sabuk). Pulley dapat dibuat melalui proses pengecoran logam dengan menggunakan cetakan permanen. Bahan dasar yang paling sering digunakan untuk membuat pulley adalah aluminium yang memiliki beberapa keunggulan yaitu kemampuan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik serta memiliki kekuatan yang tinggi. Selama proses pengecoran berlangsung sangat beresiko terjadi kegagalan produk atau cacat. Cacat ini dapat diminimalisir dengan proses preheating pada cetakan sebelum dilakukan penuangan logam cair.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur preheating cetakan permanen terhadap cacat coran yang terjadi pada pulley aluminium. Dalam penelitian ini dilakukan variasi temperatur preheating cetakan yang terbuat dari baja sebesar 150°C, 250°C, 350°C, dan 450°C dengan menggunakan bahan baku berupa aluminium paduan Al-Zn, serta temperatur logam cair sebesar 700°C. Identifikasi cacat yang terjadi dilakukan sebelum dan sesudah dilakukan proses finishing.
Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa cacat yang paling banyak terjadi adalah gas defect, shrinkage, dan fin. Peningkatan temperatur preheating cetakan menyebabkan cacat yang terjadi semakin sedikit. Selain itu, dengan dilakukannya proses finishing dapat menghilangkan cacat yang terjadi.
Deterministik vs Stokastik
Pemodelan deterministik adalah sebuah pemodelan dimana terdapat nilai yang dapat diukur dengan derajat kepastian yang cukup tinggi. Dalam pemodelan ini semua parameter serta variabel telah diketahui atau dapat dihitung secara pasti.
Pemodelan probabilistik/stokastik adalah sebuah model yang didalamnya terdapat parameter yang tidak pasti, nilainya dapat berubah.
Tugas akhir saya adalah salah satu contoh pemodelan menggunakan deterministik. Hal ini dikarenakan semua nilai didalamnya bersifat pasti dan dapat diukur.
Analisa korelasi skripsi dengan Komputasi Teknik
Pengembangan tugas akhir "pengaruh temperatur preheating cetakan permanen terhadap cacat coran pulley aluminium" dengan komputasi teknik akan terfokus pada meningkatkan yield casting dan kualitas coran. Yield casting merupakan perbandingan antara berat coran dengan berat total tuangan. Peningkatan yield casting ini dapat menurunkan biaya penggunaan material, sehingga terjadi penghematan yang dapat membuat produk coran mampu bersaing di pasaran. Analisa yang akan dilakukan adalah dengan simulasi menggunakan software khusus dalam bidang pengecoran antara lain Z-Cast, ProCast, MAGMAsoft, AutoCast dan lain sebagainya.
Presentasi Sinopsis Project Skripsi
Pertemuan 4 (24 Februari 2020)
Presentasi Pemodelan Matematis Project Skripsi
Kuis
Pada kesempatan kali ini Pak DAI mengadakan kuis mengenai pemahaman kita tentang komputasi teknik. Berikut adalah soal dan jawaban yang telah saya tulis.
Extended Abstract Project Skripsi
Judul Tugas Akhir : Pengaruh Temperatur Cetakan Permanen Terhadap Cacat Coran Pulley Aluminium
Pulley memiliki kegunaan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros lainnya melalui perantara belt (sabuk). Pulley dapat dibuat melalui proses pengecoran logam dengan menggunakan cetakan permanen. Bahan dasar yang paling sering digunakan untuk membuat pulley adalah aluminium yang memiliki beberapa keunggulan yaitu kemampuan ketahanan korosi dan ketahanan aus yang baik serta memiliki kekuatan yang tinggi. Selama proses pengecoran berlangsung sangat beresiko terjadi kegagalan produk atau cacat. Cacat ini dapat diminimalisir dengan proses preheating pada cetakan sebelum dilakukan penuangan logam cair.
Tujuan dari penelitian awal ini adalah untuk mengetahui temperatur terbaik dalam memanaskan cetakan coran guna mendapatkan kualitas produk coran yang baik. Oleh karena itu dibutuhkan tahap desain dan simulasi produk sebelum dilakukan penelitian. Simulasi pengecoran mampu memberikan gambaran mengenai proses pengecoran yang merupakan gabungan dari proses pembekuan, perpindahan panas dan aliran fluida. Coran yang berkualitas dan bebas cacat (soundness casting) dapat dicapai dengan pengaturan ketiga parameter tersebut. Melalui penerapan simulasi pengecoran dapat dihasilkan desain pengecoran yang efektif dan dapat mengidentifikasi lokasi cacat pada geometri coran, selain itu juga dapat mencapai efisiensi dari segi biaya dan waktu.
Nantinya, simulasi yang dilakukan akan memberikan gambaran dan diharapkan mampu membuktikan apakah desain yang digunakan sebelumnya telah optimal dan mampu menghasilkan produk berkualitas.
Pertemuan 5 (2 Maret 2020)
Optimasi Kebutuhan Energi Manusia
Kebutuhan kalori
Kalori merupakan salah satu nutrisi yang terkandung dalam makanan. Agar badan tetap sehat, diperlukan kalori dengan jumlah sesuai dengan yang dianjurkan. Bila jumlah kalori yang diperlukan tidak terpenuhi atau bahkan berlebihan, maka kesehatan yang optiml tidak dapat dicapai. Untuk itulah perlu diketahui besarnya kalori yang dibutuhkan agar kesehatan yang optimal dapat tercapai.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan kalori
Kebutuhan akan energi pada tubuh manusia, dengan asumsi keadaan lingkungan dalam keadaan normal (suhu, tekanan udara, kelembaban) dan tubuh dalam kondisi sehat, dipengaruhi oleh sebagai berikut :
a. Usia
Semakin bertambahnya usia, kebutuhan kalori seseorang relatif lebih rendah untuk tiap kilogram berat badannya. Anak-anak dan remaja yang sedang dalam proses pertumbuhan membutuhkan kalori relatif lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan kalori pada orang yang sudah tua. Orang yang masih muda mampu melakukan pekerjaan-pekerjaan berat serta mampu bergerak lincah, semua ini karena didorong oleh intensitas kerja organ-organ di dalam tubuhnya yang masih besar dan cepat. Lain halnya dengan orang yang telah berusia 50 tahun ke atas dimana kerja organ-organ dalam tubuhnya telah mengalami pengenduran/penurunan sehingga pekerjaan yang berat tidak sanggup lagi untuk dikerjakannya.
b. Ukuran tubuh
Kebutuhan kalori terutama energi pada seseorang dengan ukuran tubuh yang besar pasti akan berbeda dengan kebutuhan energi pada sesorang yang bertubuh kecil, meskipun jenis kelamin, kegiatan, dan usianya sama. Seseorang yang bertubuh besar mempunyai bidang permukaan tubuh dan jaringan aktif yang lebih besar daripada seseorang yang bertubuh kecil sehingga metabolisme basal/basal metabolic rate (BMR) nya akan lebih besar daripada orang yang bertubuh kecil.
c. Jenis kelamin
Laki-laki lebih banyak membutuhkan kalori daripada perempuan karena laki-laki lebih banyak mempunyai otot dan lebih aktif melakukan pekerjaan sehingga mengeluarkan kalori lebih banyak. Biasanya energi minimal yang diperlukan perempuan 10% lebih rendah dari kebutuhan energi minimal yang diperlukan seorang laki-laki.
d. Jenis pekerjaan
Berat ringannya beban kerja seseorang ditentukan oleh lamanya waktu melakukan pekerjaan dan jenis pekerjaan itu sendiri. Semakin berat beban kerja, seharusnya waktu yang dihabiskan untuk bekerja semakin pendek agar terhindar dari kelelahan dan gangguan fisiologis yang berarti atau sebaliknya.
Menentukan kebutuhan kalori
Kebutuhan kalori dihitung dengan menentukan basal metabolic rate dan aktivitas fisik.
a. Basal metabolic rate (BMR)
Basal metabolic rate adalah kebutuhan energi minimal yang diperlukan oleh tubuh untuk mempertahankan fungsi alat pernapasan, sirkulasi darah, temperatur tubuh, kegiatan kelenjar, serta fungsi begetatif lain.
Cara untuk menghitung BMR berdasarkan rumus Harris Benedict sebagai berikut :
BMR Laki-laki = 66,42 + (13,75 BB) + (5 TB) – (6,78 U)
BMR Perempuan = 655,1 + (9,65 BB) + (1,85 TB) – (4,68 U)
Keterangan :
BMR : Basal Metabolic Rate
BB : Berat Badan (kg)
TB : Tinggi Badan (cm)
U : Usia (dalam tahun)
b. Aktivitas fisik
Ketika penentuan besaran kebutuhan kalori, penting untuk mengerti mengenai besaran kegiatan fisik yang dilakukan setiap individu. Aktivitas fisik dikelompokkan menurut berat ringannya aktivitas, yakni ringan, sedang, dan berat.
Total Kalori = Faktor aktivitas fisik x BMR
Nilai untuk faktor aktivitas ditunjukkan pada tabel dibawah
Finite Method
Finite Element Method
Metode Elemen Hingga, atau yang lebih dikenal dengan Finite element method, merupakan suatu cara untuk menyelesaikan permasalahan engineering dengan cara membagi obyek analisa menjadi bagian-bagian kecil yang terhingga. Bagian-bagian kecil ini kemudian dianalisa dan hasilnya digabungkan kembali untuk mendapatkan penyelesaian untuk keseluruhan daerah.
Metode ini digunakan pada permasalahan engineering dimana exact solution/analytical solution tidak dapat menyelsaikannya. Inti dari FEM adalah membagi suatu benda yang akan dianalisa, menjadi beberapa bagian dengan jumlah hingga (finite). Bagian-bagian ini disebut elemen yang tiap elemen satu dengan elemen lainnya dihubungkan dengan nodal (node). Kemudian dibangun persamaan matematika yang menjadi reprensentasi benda tersebut. Proses pembagian benda menjadi beberapa bagian disebut meshing.
Finite Difference Method
Finite Difference Method (metode beda hingga) adalah pendekatan yang dilakukan untuk mendiskritisasi persamaan differensial parsial. Pengguna akan mempertimbangkan titik dalam ruang dimana pengguna mengambil representasi kontinum dari persamaan dan menggantinya dengan seperangkat persamaan diskrit, yang disebut persamaan finite-difference. Finite-difference method biasanya didefinisikan pada kisi-kisi biasa dan fakta ini dapat digunakan untuk metode solusi yang sangat efisien. Oleh karena itu, metode ini biasanya tidak digunakan untuk geometri CAD tidak teratur, tetapi lebih sering untuk model persegi panjang atau berbentuk blok.
Ada hubungan antara FDM dan FEM, yaitu formula tertentu dari FEM yang didefinisikan pada grid biasa identik dengan FDM hingga pada grid yang sama. Regular grid sering digunakan dalam simulasi meteorologi, seismologi dan astrofisika.
Finite Volume Method
Finite Volume Method (metode volume hingga) mirip dengan FEM dalam model CAD, pertama-tama dibagi menjadi elemen yang sangat kecil tetapi terbatas untuk geometris sederhana. Terlepas dari ini, FVM sangat berbeda dari FEM, mulai dari konsep elemen yang disebut dengan cells.
FVM didasarkan pada fakta bahwa banyak hukum fisika adalah hukum konservasi dimana yang masuk ke satu cell di satu sisi perlu meninggalkan cell yang sama di sisi lain. Secara historis, metode ini telah berhasil memecahkan masalah aliran fluida.
Perbedaan utama
Setiap metode sangat mirip karena mewakili metode numerik sistematis untuk menyelesaikan persamaan differensial parsial. Satu perbedaan penting adalah kemudahan implementasi. Pendapat umum mengatakan bahwa FDM adalah yang paling mudah diterapkan dan FEM yang paling sulit. Salah satu alasannya adalah FEM membutuhkan rumus matematis yang cukup canggih untuk formulanya.
Referensi
[1] Al-munajjid, Muhammad Shalih. 2016. Muhasabah Diri Yuk!. Turos Pustaka.
[2] Herbandono, Khamda. 2011. Perancangan dan Simulasi Pengecoran pada Pembuatan Casing Turbin Uap Direct Condensing 3,5 MW. Depok: Universitas Indonesia
[3] Murjoko. 2012. Kajian Letak Saluran Masuk (Ingate) Terhadap Cacat Porositas, Kekerasan, dan Ukuran Butir Paduan Aluminium pada Pengecoran Menggunakan Cetakan Pasir. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.
[4] Sebelas Maret University. Pengertian Komputasi. Tersedia pada: [1]. [Diakses: 5-Februari-2020].
[5] Suparno, Supriyanto. 2008. Komputasi untuk Sains dan Teknik Edisi III. Tersedia pada: [2]. [Diakses: 6-Februari-2020].
[6] Taufiq, Husen and Purwanto, Mufid Djoko. 2012. Validasi Perangkat Lunak Simulasi Aliran dan Pembekuan pada Proses Pengecoran dengan Material Besi Cor FC100. Bandung: Balai Besar Logam dan Mesin.
[7] Wikipedia. 2019. Komputasi. Tersedia pada: [3]. [Diakses: 6-Februari-2020].
[8] Novita, Irma. 2015. Pengembangan Aplikasi Untuk Mengetahui Kebutuhan Jumlah Kalori.
[9] Septyaningrum, Hani. 2011. Studi Intake Energi (Kalori) Kerja di PT United Tractors Tbk.
