Metnum03-Virsya Pramesti Salsabila

From ccitonlinewiki
Revision as of 12:22, 14 December 2020 by Virsyaps (talk | contribs) (→‎Pertemuan 5 (7 Desember 2020))
Jump to: navigation, search
Vir.JPG

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُ

Biodata

Nama : Virsya Pramesti Salsabila

NPM : 1806181760

Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin

Tempat/Tanggal Lahir : Banjarmasin, 21 September 2001



Kelas Metode Numerik-03

Sebelum UTS

Sebelum UTS kami mempelajari cara mencari akar menggunakan dua metode, yaitu bracketing methods dan open methods.

Pada bracketing methods terdapat:

  1. Graphical Methods
    metode mencari akar dengan membuat grafik fungsi dan melihat letak perpotongan dengan sumbu x
  2. Bisection Methods
  3. False-Position Methods

Pada open methods terdapat:

  1. Simple Fixed-Point Iteration
  2. Newton-Raphson Methods
  3. Secant Methods
  4. Brent's Method

Setelah itu kita juga mempelajari regresi dan interpolasi linear.

Pertemuan 1 (9 November 2020)

Pada pertemuan pertama ini Pak DAI memulai pembelajaran dengan menjelaskan 4 indikator dasar dalam pembelajaran. Indikator pertama merupakan mengetahui apa yang akan dipelajari dan yang kedua merupakan pemahaman akan konsep yang sudah dipelajari tersebut. Indikator ketiga merupakan memahami pengaplikasian apa yang sudah dipelajari dalam permasalahan yang ditemukan dan indikator terakhir merupakan pengaplikasian apa yang sudah dipelajari dalam diri kita sendiri. Pada akhir kelas kami diminta untuk mempelejari software OpenModelica dan mencoba menggunakan software tersebut. Kami juga diminta untuk menulis pada wikipage serta membuat video mengenai apa yang sudah kita pelajari mengenai OpenModelica.

1605440927963.jpg

Saya mencoba membuat suatu Feedback Control System simpel dengan bantuan video dari Youtube. Dibawah ini merupakan gambaran block diagram yang saya buat dengan OpenModelica. Dengan bantuan OpenModelica kita dapat mensimulasikan suatu sistem dan software ini akan membuatkan algoritma berdasarkan sistem dan input yang sudah kita buat.

1605469453476.jpg 1605469648466.jpg

Parameter step function, PID, dan SecondOrder yang saya gunakan terdapat pada foto dibawah ini

1605469703708.jpg 1605469734712.jpg 1605469755791.jpg

Setelah dilakukan simulasi selama 30 detik, didapatkan grafik output sebagai berikut. Walaupun sudah didapatkan grafik, kita tetap bisa mengubah beberapa variabel dan melakukan simulasi ulang dalam sistem tersebut dan mendapatkan grafik output yang berbeda.

1605469679048.jpg

Untuk video penjelasan lebih lengkapnya dapat melihat melalui video yang sudah saya buat:

https://youtu.be/eUP5k0w59BY

Pertemuan 2 (16 November 2020)

Pada pertemuan kedua ini, kelas dimulai dengan pemaparan pemahaman masing-masing mengenai OpenModelica. Setelah itu kami diminta untuk membuat sebuah program sederhana untuk menjumlahkan angka dan juga mencari rata-rata.

Berikut merupakan algoritma yang saya buat untuk penjumlahan angka

1605509942882.jpg

Setelah itu dapat dilihat grafik input dan hasil sebagai berikut, dengan nilai input x=6 didapatkan hasil y=16. Kita juga dapat melakukan simulasi kembali apabila ingin merubah nilai x.

1605510126198.jpg

Untuk menghitung rata-rata 5 angka, saya menggunakan algoritma sebagai berikut

1605511443146.jpg

Dengan input nilai 5, 27, 33, 18, dan 9 didapatkan hasil mean 18.4 seperti pada grafik dibawah ini.

1605511493549.jpg

Tugas - Penyelesaian Persamaan Aljabar Simultan

Pada akhir kelas kami diberi tugas untuk membuat suatu program pada OpenModelica untuk menyelesaikan persamaan Aljabar Simultan. Saya menggunakan persamaan aljabar dengan matriks sebagai berikut:

1606106776440.jpg

Disini saya menggunakan metode Gauss Elimination. OpenModelica memiliki function yang sudah tersedia untuk menyelesaikan matriks X*a = Y, dimana X merupakan matriks 3 x 3 pada ruas kiri persamaan, Y merupakan hasil dari persamaan yang berada pada ruas kanan persamaan, dan a merupakan nilai yang ingin dicari. Function yang tersedia ini bernama solve dan kita dapat menggunakannya dengan mengetik Modelica.Math.Matrices.solve pada algoritma. Untuk memudahkan eksekusi pada class, saya membuat function terlebih dahulu dengan X dan Y sebagai input serta a sebagai output.

1606106019894.jpg

Berikut merupakan class yang saya buat untuk mengeksekusi function terkait:

1606106032148.jpg

Setelah ini kita dapat menjalankan simulasi untuk mendapatkan hasil dan grafik. Pada gambar dibawah ini kita dapat mengetahui hasil matriks a, yaitu:

a1 = -1

a2 = 3

a3 = -4

1606106152813.jpg

Pertemuan 3 (23 November 2020)

Pada pertemuan ketiga kami diminta untuk menjelaskan tugas minggu lalu yaitu Penyelesaian Persamaan Aljabar Simultan. Setelah itu kami juga diminta untuk membuktikan sebuah persoalan mengenai pegas menggunakan OpenModelica. Disini saya menggunakan function yang sudah saya buat untuk tugas minggu lalu dan membuat class baru sebagai berikut:

1606114822523.jpg

Setelah itu dapat kita lakukan simulasi untuk mendapatkan hasil dan grafik seperti pada gambar dibawah ini. Didapatkan hasil yaitu:

a1 = 7.3575

a2 = 10.0552

a3 = 12.5077

1606114868697.jpg

Maka dapat kita simpulkan bahwa jawaban yang tertera pada buku sudah sesuai dengan penyelesaian menggunakan OpenModelica.

Tugas 1

Pada akhir pertemuan 3 kami diberi tugas untuk menyelesaikan soal dibawah ini.

Example2-1.png
365571.jpg
gambar 1.1

Berikut merupakan hasil simulasi dari class matriks yang saya buat

1606713456793.jpg
365594.jpg
gambar 1.2

Berikut merupakan hasil simulasi dari model matriks yang saya buat

1606712376584.jpg
gambar 1.3

Berikut merupakan hasil simulasi dari class matriks yang saya buat

1606710199880.jpg

Pertemuan 4 (30 November 2020)

Pada pertemuan ini Pak Dai menjelaskan kembali mengenai perbedaan statik dan dinamik. Kami juga diminta untuk memahami dan mencoba mensimulasikan algoritma yang sudah dibuat oleh Christo mengenai penyelesaian persamaan menggunakan metode Gauss Jordan

Quiz

Pada quiz ini kami diminta untuk mengerjakan soal yang tertera pada gambar dibawah ini

366107.jpg
366108.jpg

Berikut merupakan flowchart quiz yang saya buat untuk nomor 4 dan 8

366105.jpg
366106.jpg

Penyelesaian nomor 4

371971.jpg
1607315710205.jpg
1607315772554.jpg
Error creating thumbnail: File with dimensions greater than 12.5 MP
1607320068863.jpg
1607320069955.jpg

Pertemuan 5 (7 Desember 2020)

Pada pertemuan ini kami membahas quiz yang diberikan minggu lalu dengan mempelajari algoritma yang sudah dibuat dan juga flowchartnya. Pertama-tama teman saya Edward Joshua membantu menjelaskan mengenai langkah pengerjaan soal yang diberikan, kemudian dibantu pula oleh Ahmad Muhammad Fahmi untuk menjelaskan algoritma yang sudah dia buat.

Pada algoritma yang sudah dibuat oleh teman saya, dia menggunakan sistem looping untuk penyelasaian soal quiz yang telah diberikan dengan parameter input A (Luas Permukaan), E (Modulus Elastisitas), node, dan load.

Tugas

1. Mempelajari codingan 3D Fahmi

Pada algoritma soal Quiz No. 4 & 8 Ahmad Muhammad Fahmi, metode yang digunakan untuk penyelesaian sama dengan flowchart yang sudah saya buat untuk Quiz. Penyelesaian kedua soal ini memiliki parameter input A (Luas Permukaan), E (Modulus Elastisitas), node, dan load. Walaupun parameter yang tersedia sama, namun terdapat perbedaan input pada boundary node dikarenakan soal nomor 4 merupakan 2 dimensi dan nomor 8 merupakan 3 dimensi

2. Mengaplikasikan pada soal Example 3.3

1607921544423.jpg

Berikut merupakan pengaplikasian dari algoritma Fahmi pada Example 3.3

Stiffness Matrix Element Function 

 function StiffnessMatrixElement
   input Real [:,6] inisiasi_mat;
   output Real [size(inisiasi_mat,1),6,6] Ke_mat;
 protected
   Real cos_x;
   Real cos_y;
   Real cos_z;
   Real [6] StiffTrig;
   Real [6,6] StiffTrans;
   Real [size(inisiasi_mat,1)] L;
   Real [size(inisiasi_mat,1)] k_vec;
 algorithm
 L := {(sqrt(inisiasi_mat[i,2]^2 + inisiasi_mat[i,3]^2 + inisiasi_mat[i,4]^2)) for i in 1:size(inisiasi_mat,1)};
 k_vec := {(inisiasi_mat[i,5] * inisiasi_mat[i,6] / L[i]) for i in 1:size(inisiasi_mat,1)};
 // Finding stiffness matrix of each element member
    for i in 1:size(inisiasi_mat,1) loop
 // Clearing the matrices
    StiffTrig := zeros(6);
    StiffTrans := zeros(6,6);
 // Converting degrees to radians
    cos_x := inisiasi_mat[i,2]/L[i];
    cos_y := inisiasi_mat[i,3]/L[i];
    cos_z := inisiasi_mat[i,4]/L[i];
 // {cos^2, sin^2, sincos}
    StiffTrig := {(cos_x)^2,
                 (cos_y)^2,
                 (cos_z)^2,
                 (cos_x*cos_y),
                 (cos_x*cos_z),
                 (cos_y*cos_z)};
 // Construct stiffness transformation matrix
 StiffTrans := [  StiffTrig[1],    StiffTrig[4],    StiffTrig[5], -1*StiffTrig[1], -1*StiffTrig[4], -1*StiffTrig[5];
                  StiffTrig[4],    StiffTrig[2],    StiffTrig[6], -1*StiffTrig[4], -1*StiffTrig[2], -1*StiffTrig[6];
                  StiffTrig[5],    StiffTrig[6],    StiffTrig[3], -1*StiffTrig[5], -1*StiffTrig[6], -1*StiffTrig[3];
               -1*StiffTrig[1], -1*StiffTrig[4], -1*StiffTrig[5],    StiffTrig[1],    StiffTrig[4],    StiffTrig[5];
               -1*StiffTrig[4], -1*StiffTrig[2], -1*StiffTrig[6],    StiffTrig[4],    StiffTrig[2],    StiffTrig[6];
               -1*StiffTrig[5], -1*StiffTrig[6], -1*StiffTrig[3],    StiffTrig[5],    StiffTrig[6],    StiffTrig[3]];             
 // Multiply in stiffness constant of element, add final stiffness matrix to Ke_mat
 for m in 1:6 loop
   for n in 1:6 loop
     Ke_mat[i,m,n] := k_vec[i] * StiffTrans[m,n];
   end for;
 end for;
 end for;
 end StiffnessMatrixElement;

Stiffness Matrix Global Function 

function StiffnessMatrixGlobal
 input Integer x;
 input Integer [:,2] n;
 input Real [:,6,6] Ke_mat; 
 output Real [size(Ke_mat,1),3*x,3*x] Kg_mat;
algorithm
 Kg_mat := zeros(size(Ke_mat,1),3*x,3*x);
 for i in 1:size(Ke_mat,1) loop
   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,3,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,3,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,3,1];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,2,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,2,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,2,1];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,1,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,1,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,1,1];

   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,6,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,6,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,6,4];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,5,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,5,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,5,4];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,4,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,4,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,4,4];

   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,6,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,6,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,2],3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,6,1];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,5,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,5,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-1,3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,5,1];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,1]]:=Ke_mat[i,4,3];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,1]-1]:=Ke_mat[i,4,2];
   Kg_mat[i,3*n[i,2]-2,3*n[i,1]-2]:=Ke_mat[i,4,1];

   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,3,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,3,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,1],3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,3,4];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,2,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,2,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-1,3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,2,4];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,2]]:=Ke_mat[i,1,6];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,2]-1]:=Ke_mat[i,1,5];
   Kg_mat[i,3*n[i,1]-2,3*n[i,2]-2]:=Ke_mat[i,1,4];
 end for;
end StiffnessMatrixGlobal;

Sum Stiffness Matrix Element Function 

function SumStiffnessMatrixGlobal
 input Real [:,:,:] Kg_mat;
 output Real [size(Kg_mat,2),size(Kg_mat,2)] KgTot_mat;
algorithm
  for a in 1:size(Kg_mat,2) loop
   for b in 1:size(Kg_mat,2) loop
     KgTot_mat[a,b] := sum(Kg_mat [:,a,b]);
    end for;
   end for;
end SumStiffnessMatrixGlobal;

Boundary Stiffness Matrix Global Function 

function BoundaryStiffnessMatrixGlobal
 input Real [:,:] KgTot_met;
 input Integer[:] Boundary_xyz;
 input Integer[:] Boundary_xy;
 input Integer[:] Boundary_xz;
 input Integer[:] Boundary_yz;
 input Integer[:] Boundary_x;
 input Integer[:] Boundary_y;
 input Integer[:] Boundary_z;
 output Real [size(KgTot_met,1),size(KgTot_met,1)] KgB_met;
 
algorithm
 for a in 1:size(KgTot_met,1) loop
   for b in 1:size(KgTot_met,1) loop
    KgB_met[a,b] := KgTot_met [a,b];
   end for;
  end for; 
 
 if Boundary_xyz[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_xyz,1) loop
   for b in 0:2 loop
     KgB_met[3*(Boundary_xyz[a])-b,i]:=0;
     KgB_met[3*Boundary_xyz[a]-b,3*Boundary_xyz[a]-b]:=1;
   end for;
  end for;
 end for;
 end if;

 if Boundary_xy[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_xy,1) loop
   for b in 1:2 loop
     KgB_met[3*(Boundary_xy[a])-b,i]:=0;
     KgB_met[3*Boundary_xy[a]-b,3*Boundary_xy[a]-b]:=1;
   end for;
  end for;
 end for;
 end if;
 
 if Boundary_xz[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_xz,1) loop
   for b in 0:2:2 loop
     KgB_met[3*(Boundary_xz[a])-b,i]:=0;
     KgB_met[3*Boundary_xz[a]-b,3*Boundary_xz[a]-b]:=1;
   end for;
  end for;
 end for;
 end if;
 
 if Boundary_yz[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_yz,1) loop
   for b in 0:1 loop
     KgB_met[3*(Boundary_yz[a])-b,i]:=0;
     KgB_met[3*Boundary_yz[a]-b,3*Boundary_yz[a]-b]:=1;
   end for;
  end for;
 end for;
 end if;
 
 if Boundary_x[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_x,1) loop
   KgB_met[3*(Boundary_x[a])-2,i]:=0;
   KgB_met[3*Boundary_x[a]-2,3*Boundary_x[a]-2]:=1;
  end for;
 end for;
 end if;
 
 if Boundary_y[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_y,1) loop
   KgB_met[3*(Boundary_y[a])-1,i]:=0;
   KgB_met[3*Boundary_y[a]-1,3*Boundary_y[a]-1]:=1;
  end for;
 end for;
 end if;
 
 if Boundary_z[1] <> 0 then
 for i in 1:size(KgTot_met,1) loop
  for a in 1:size(Boundary_z,1) loop
     KgB_met[3*Boundary_z[a],i]:=0;
     KgB_met[3*Boundary_z[a],3*Boundary_z[a]]:=1;
  end for;
 end for;
 end if;
end BoundaryStiffnessMatrixGlobal;

3. Memberikan masukan atas codingan Fahmi

Retrieved from "http://air.eng.ui.ac.id/index.php?title=Metnum03-Virsya_Pramesti_Salsabila&oldid=49543"