Kosim Abdurohman

(Ulil albab atau orang yang berakal yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri, duduk, atau dalam keadaan berbaring, dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi seraya berkata "Ya Tuhan kami, tidaklah Engkau menciptakan semua ini sia-sia, Maha Suci Engkau, lindungilah kami dari azab neraka. (Q. S. Al-Imran:191)

Identitas

Nama : Kosim Abdurohman

NPM : 1806244446

Peminatan : Perancangan dan Manufaktur Produk

Program Studi : Magister Teknik Mesin

Instansi : Universitas Indonesia

Resume Kuliah 1 Komputasi Teknik

Syarat utama mengikuti mata kuliah komputasi teknik yaitu memiliki akal. Orang yang berakal yaitu seperti yang tercantum dalam surat Al-Imran ayat 191 yang artinya “Orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi, .........”

Ilmu engineering termasuk bagian kecil dari ilmunya Tuhan.

Dalam proses belajar harus ada guru/dosen yang mengarahkan dan memiliki keahlian di bidangnya.

Salah satu etika atau cara belajar di kelas adalah dengan menatap mata dosen yang sedang menyampaikan materi agar mudah memahami apa yang disampaikan.

Barangsiapa mengenal dirinya maka dia akan mengenal Tuhannya.

Beberapa penghalang untuk mengenal Tuhan sebagai berikut:

1. Kedudukan/kehormatan

2. Harta

3. Mengekor pada sesuatu/follower/fanatik

4. Maksiat

Segala sesuatu itu tidak pasti termasuk ilmu matematika dan fisika, yang pasti itu Pancasila karena pada sila pertama berbunyi “Ketuhanan Yang Maha Esa”. Bukti bahwa ilmu fisika itu tidak pasti adalah teori gravitasi Newton F=m.a dikoreksi oleh Einstein dengan rumus E=m.c2 dimana energi merupakan massa suatu benda dikalikan dengan kuadarat kecepatan cahaya. Ilmu matematika maupun fisika sifatnya adalah pendekatan.

Segala yang kita lakukan pasti akan dibalas setimpal sesuai dengan hukum Newton ketiga yang menyatakan bahwa setiap gaya aksi akan mendapat gaya reaksi yang sama besar dengan gaya aksi.

Percepatan merupakan selisih kecepatan dibagi dengan waktu.

a=dv/dt

1 kalori = 4,2 joule. Power 20 Mwatt = 20 M Joule/s. Satuan Watt berarti energi yang ada sudah ditransfer.

Objective dari mata kuliah komputasi teknik adalah:

1. Mampu memahami konsep-konsep komputasi teknik dan mempraktekkannya. Konsep-konsep ini termasuk algoritma, flowchart, model, kalkulus (defferential equation, dll), akurat, error, iterasi, dan lain-lain.

2. Syarat lulus, lebih mengenal diri

Diantara kasus engineering adalah kasus statik. Pada kasus ini sebenarnya ada pembebanan akan tetapi pembebaannya perlahan. Kasus statik biasanya digambarkan denngan:

ΣF=0 atau dσ=0

Adanya mata kuliah komputasi teknik adalah untuk memahami penyelesaian masalah engineering yang banyak bersifat infinite diselesaikan dengan pendekatan finite. Contoh penyelesaian dengan pendekatan finite yaitu menggunakan finite element method atau finite volume method.

Finite element method biasanya digunakan untuk penyelesaian kasus struktur yang mengalami pembebeanan. Sedangkan finite volume biasanya digunakan untuk penyelesaian kasus fluida.

Mata kuliah komputasi teknik memepelajari tentang prinsip dasar dari penyelesaian kasus teknik menggunakan komputasi sehingga mahasiswa mampu memahami cara kerja dari software teknik yang digunakan. Komputasi teknik biasanya digunakan untuk menyelesaikan kasus-kasus nonlinier yang sangat sulit untuk diselesaikan secara analitik. Banyak kasus engineering yang bersifat nonlinier.

Komputasi teknik adalah kegiatan mendapatkan penyelesaian atau solusi atas persoalan yang dinyatakan dalam model matematis. Komputasi teknik adalah perangkat ilmu tentang alat (biasanya sebuah komputer), metode (yang disebut algoritma) dan teori (bukti matematis bahwa komputasi memberi hasil yang benar) yang diperlukan untuk melaksanakan komputasi tersebut.

Model adalah representasi sederhana dari hal sesungguhnya. Dikategorikan dalam model ikonik, model analog, atau model matematika.

Computer modelling adalah membangun dan memanipulasi representasi abstrak (matematika dan/atau grafis) engineering dan jenis situasi dan fenomena alam lainnya, disimulasikan dengan bantuan sistem komputer, yang disebut juga simulasi komputer.

Computer modelling membutuhkan software, hardware, dan brainware.

Software secara umum dapat diartikan sebagai sekumpulan data-data elektronik yang tersimpan dan diatur oleh komputer yang berupa program atau instruksi untuk menjalankan dan mengeksekusi suatu perintah.

Hardware adalah salah satu komponen dari sebuah komputer yang sifat alat nya bisa dilihat dan diraba secara langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi untuk mendukung proses komputerisasi.

Brainware adalah orang yang menggunakan, memakai ataupun mengoprasikan perangkat komputer. Seperti contoh dari brainware yaitu programmer, netter (sebutan untuk orang yang sedang melakukan surfing di internet), serta orang yang sedang menggunakan perangkat komputer.

PR : 1. Buat resume kuliah

    2. Jelaskan konsep infinite

    3. Selesaikan persamaan (x^-1)/(x-1) untuk x=1

Resume Kuliah 2 Komputasi Teknik (Pemodelan/Modelling)

Mechanical adalah ilmu yang mempelajari perilaku/behaviour dari suatu material/benda. Mechanical dapatberupa non physical. Contoh physical adalah gaya yang diapply pada suatu benda.

Persepsi adalah apa yang ditangkap dengan sense-nya diolah oleh otaknya kemudian dikaitkan dengan data-data termemori kemudian bereaksi.

Yang memiliki persepsi adalah hewan, tumbuhan, manusia.

Yang tidak memiliki persepsi adalah benda mati.

Berfikir adalah berusaha memahami memakai hati.

KIta menggunakan akal agar berfikir dengan batasan-batasan manusiawi dan tidak melampaui batas. Orang yang beragamalah yang menggunakan akal.

Komputasi teknik membekali diri untuk menyelesaikan permasalahan teknik dengan pemodelan, bukan belajar software.

Pemodelan ada dua macam:

1. Fisik

2. Numerik/Matematis (Komputasi)

Hasil pemodelan bisa saja ngaco/ngawur.

Model merupakan sebuah simplifikasi/penyederhanaan dari satu keadaaan/sistem yang rumit. Contoh: untuk membangun jembatan dibuat model untuk diketahui bagaimana ketika struktur mendapat pembebanan aerodinamis.

Saat simplifikasi kita sudah menyederhanakan beban juga, biasanya hanya dari satu arah/streamline.

Infinity ada dua:

1. Maximum infinity (Allahu Akbar)

2. Minimum infinity (Subhanallah)

Struktur yang kuat memiliki integrity.

Ketika mendesain sesuatu jangan menggunakan nilai yield.

Komponen utama dalam komputasi teknik:

1. Software

2. Hardware

3. Brainware (utama/penting)

Dalam melakukan pemodelan harus ada perkiraan awal atau hipotesis. Pemikiran awal ada asumsi-asumsi. Semua adalah hipotesis kecuali kitab suci (the truely thesis). Tesis bersifat sudah diakui dan dibuktikan benar.

Komputasi teknik untuk:

1. mengetahui masalah existing

2. prediksi sistem yang dibangun

3. memahami konsep-konsep

4. mengembangkan ilmu

5. mengamalkan ilmu

6. mengetahui diri

Semakin sederhana suatu model semakin baik, untuk mempermudah kita mempelajari behaviour (Pak DAI). Hasil perhitungan simulasi harus diverifikasi dan validasi.

Untuk belajar stress kita harus tahu:

1. konsep stress

2. konsep strain

3. konsep material

Hasil simulasi dipengaruhi oleh asumsi-asumsi yang dipakai. Menyelsaikan masalah dengan software yang sama tetapi asumsinya beda maka hasilnya akan beda. Akal digunakan untuk judgement hasil akhir.

Komputasi teknik merupakan proses trial dan error.

EES (Engineering Equation Solver)

EES membantu dalam menyelesaikan persamaan linier dan nonlinier.

Tutorial EES

Cara 1:

a. Definisikan persamaan dengan mengetik y=(x^2-1)/(x-1) pada equation window

b. Memasukkan nilai x dengan mengetik x=0 pada equation window

c. klik solve pada menu di atas (gambar kalkulator)

d. Klik table

e. Pilih new parametric table

f. ketik no. of run

g. pilih x dan y klik add, ok, sehingga akan muncul tabel x y

h. klik panah hitam ke bawah pada kolom x, isi first value misal 0 dan last value misal 1.2.

i. balik ke command equation window

j. block x=0, klik kanan, klik comment {} (untuk definisi nilai x dari tabel)

k. klik panah hijau sebelah kiri atas maka akan keluar hasil y.

Cara 2: Memasukkan x pakai array)

a. klik n=10

b. x[1]=0

c. duplicate i=1,n

d. x[i+1]=x[i]+0.2

e. end

f. klik slove (gambar kalkulator) maka akan muncul tabel x

g. enter di bawah rumus point d

h. ketik y[i]=(x[i]^2-1)/(x[i]-1)

i. klik slvemaka akan muncul tabel array.

PR: Analisa stress pondasi rumah panggung menggunakan EES

Resume Kuliah 3 Komputasi Teknik

Setiap benda memiliki frekuensi pribadi dengan mode tertentu. Misal frekuensi natural pipa 10 Hz pada mode 1. Modus sifatnya infinite.

Ketika sebuah struktur mendapat eksitasi sebesar frekuensi pribadinya maka struktur akan bergetar dengan amplitudo yang besar sehingga dapat menyebabkan struktur disintegrasi.

Tugas ke depan MK komputasi teknik adalah sampai analisa dalam membangun rumah yang tahan gempa serta costing-ya.

Belajar untuk mendapatkan ilmu sehingga mendapatkan hikmah. Referensi Komputasi Teknik adalah The Truely Thesis (Kitab Suci) yang merupakan kumpulan-kumpulan hikmah.

Data---->Informasi---->Pengetahuan dan Ilmu---->Hikmah.

Proses Pemecahan Masalah dengan Komputasi Teknik

Dengan melakukan analisis masalah akan terbangun asumsi-asumsi masalah.

Masalah ada dua yaitu masalah terstruktur dan masalah yang tidak terstruktur. Masalah terstrktur contohnya ASME. Masalah tidak terstruktur harus ada analisis yang hasilnya berupa langkah-langkah solusi. Analisis merupakan satu langkah pemikiran untuk solusi penyelesaian.

Pemodelan biasanya dalam bentuk persamaan aljabar atau matriks. Komputer menyelesaikan aritmatik sederhana seperti penjmlahan, pengurangan dan lainnya.

Hasil simulasi harus dilakukan verifikasi dan validasi. Verifikasi adalah kita cek apakah kita memecahkan model matematika denganbenar atau tidak. Validasi adalah apakah kita memecahkan persamaan yang benar? Persamaan mendekati kenyataan/aktual.

Pada benda 1D perubahan hanya terjadi pada arah garis lurus/sumbu. Pemodelan 2D biasanya untuk plain-stress, plain strain, contoh: jembatan, kaleng, dll. 1D tidak bisa melihat dimensi di atasnya sementara dimensi atas bisa melihat dimensi di bawahnya.

Lingkaran yang didiskretisasi menjadi 8 elemen akan berbeda hasilnya dengan 16 elemen. Saat diskretisasi ada error dimana bagian kecil part tidak menjadi elemen. Semakin banyak elemnnya maka errornya semakin kecil.

PR: Membuat optimasi Biaya Pembuatan Rumah

Kuliah 4 Komputasi (Quiz)

Tugas: Anda diminta untuk membuat sebuah model komputasi untuk membuat bangunan yang akan digunakan untuk usaha service (layanan) penyewaan rumah /kamar.Jalankan simulasi terhadap model tersebut untuk memutuskan kelayakan usaha tersebut (teknis dan ekonomis)!

1. Perkiraan Awal

- Rumah kost-kostan akan dibangun pada lahan milik sendiri dengan luas 12 x 30 m2.

- Lahan akan dibuat menjadi 17 kamar dengan denah sebagai berikut.

- Kamar dibuat berhadapan dengan lorong di tengah sebagai jalan.

- Area parkir dan taman ada di halaman depan.

- Setiap kamar tersedia fasilitas kamar mandi dalam, dapur, tempat cuci, jemuran dan taman.

- Misal biaya bangun rumah kost Rp. 2.500.00,-/m2 sudah komplit termasuk ongkos material dan upah tenaga kerja.

- Hitungan luas bangunan:

 Luas bangunan kiri = 27 m x 5.8 m = 156.6 m2
 
 Luas bangunan kanan = 24 m x 5.8 m = 139.2 m2
 
 Total luas kost-kostan = 156.6 m2 + 139.2 m2 = 295.8 m2

- Biaya rumah kost = luas bangunan x harga per m2

                  = 295.8 m2 x Rp. 2.500.000,-
  
                  = Rp. 739.500.000,-

- Biaya perabotan:

 Biaya perabot per kamar = Rp. 2.000.000,-

 Biaya total perabot = Rp. 2.000.000,- x 17

= Rp. 34.000.000,-

- Biaya Operasional Perbulan

 Biaya air danlistrik per bulan = Rp. 1.700.000,-

 Perawatan dan kebersihan kost-kostan = Rp. 1.000.000,-

 Total biaya operasional per bulan = Rp. 2.700.000,-

- Omset per Bulan Kost-kostan

 Harga sewa satu kamar per bulan = Rp. 1.000.000,-
 
 Total pemasukan per bulan = 17 x Rp. 1.000.000,- = Rp. 17.000.000,-

 Keuntungan bersih perbulan = Rp. 17.000.000 - Rp. 2.700.000 = Rp. 14.300.000,-

- Menghitung BEP (Break Even Point):

 BEP = FC/(P-VC)

 Dimana: FC = Fixed Cost = Rp. 739.500.000 + Rp. 34.000.000 = Rp. 773.500.000,-

P = Price per unit = Rp. 17.000.000,-/bulan

VC = Variabel Cost = Rp. 2.700.000,-/bulan

 BEP = Rp. 773.500.000/(Rp. 17.000.000 – Rp. 2.700.000)

       = 54.09bulan

       = 4.51 tahun

2. Algoritma dan Hasil Simulasi EES

Resume Kuliah 5

- Tegangan (stress) ada sembilan, dengan mengacu pada sistem koordinat X-Y-Z agar cara pandangnya sama.

- Sembilan stress terjadi karena apabila sebuah kubus dikenakan gaya maka pada masing-masing bidang X-Y-Z akan terjadi 3 tegangan seperti pada gambar berikut.

- Untuk menentukan principal stress dapat menggunakan komputasi untuk mencari eigenvalue.

- Adanya diferensiasi karena ada besaran yang berubah secara kontinu dan laju perubahannya diketahui.

- Karena perubahannya tidak mencapai 0 maka menggunakan diferensiasi: dx,dy.

- Untuk kasus balok yang mendapat gaya tekan pada ujung atas dan constraint fixed pada ujung bawah maka displacement terbesar pada ujung yang terkena beban dan regangan terbesar pada bagian yang dekat dengan constraint.

- Truss adalah sebuah konsep dimana bagian struktur tidak berdisplacement kecuali pada arah aksial.

- PR : Analisa struktur truss dari struktur bangunan yang akan dibuat

Resume Kuliah 6

Truss hanya bisa meneruskan gaya aksial.

[k] [u] = [f]

matriks kekakuan . matriks displacement = matriks beban

Kekakuan Pegas = k

Kekakuan Truss = EA/L

Kekakuan Beam = EI/L

Truss hanya memiliki 3 Degree of Freedom Ux, Uy, dan Uz tidak ada displacement puntiran.

Tugas : Analisa beam menggunakan FRAME3DD.

Tujuan kuliah komputasi teknik:

1. Memahami konsep komputasi teknik

2. Lebih mengenal diri

Resume Kuliah 7

Selain beban statik yang bekerja pada struktur, terdapat pula beban dinamik.

Kata dinamik tidak hanya digunakan pada dunia engineering tapi juga pada kehidupan sosial seperti kata "dinamika masyarakat".

Beban Dinamik adalah beban yang besarnya (intensitasnya) berubah-ubah menurut waktu sehingga dapat dikatakan besarnya beban merupakan fungsi waktu.

Syarat untuk mengikuti perkuliahan komputasi teknik adalah harus berakal. Arti kata akal adalah tali.

Contoh kasus beban dinamik adalah pada struktur pegas-massa seperti gambar berikut.

Apabila massa M ditarik ke kanan kemudian dilepaskan, dengan mengabaikan gaya gesek yang terjadi maka gaya yang berinteraksi pada sistem di atas adalah prinsip Hooke (F = k . Δx) dan inersia.

𝞢F = ma

kx = ma

a = k/m . x = 0

𝟂^2 = k/m

𝟂 = sqrt (k/m), ini yang disebut frekuensi resonansi.

Allah Maha Pencemburu, sehingga kita sebagai hamba-Nya harus cemburu apabila ada orang yang menghina Allah.

Continuum Mechanics Modeling

Continuum merupakan nilai berketerusan dari satu titik ke titk lain. Konsep continuum adalah semua bagian materi terisi.

Continuum menggambarkan materi secara makro sedangkan secara mikro kita mengenal bilangan avogadro. Bilangan avogadro adalah jumlah molekul yang terdapat dalam satu mol atau berat gram molekul dari bahan apapun.

Gas apabila dipanaskan maka viskositasnya meningkat, sebaliknya liquid apabila dipanaskan maka viskositanya turun.

Ilmu didapat dengan kesadaran. Tanda bertambahnya ilmu adalah meningkatnya kesadaran.

Konduksi

q = k delta-T/delta-x

Komputasi/simulasi memodelkan kondisi riil dalam kondisi lebih sederhana.

Contoh:

T = temperatur. Asumsi: continuum, koefisien konduktivitas tiap titik sama.

Kalor energi merupakan perubahan gradien temperatur. Ketika udara dipanaskan maka massa jenisnya akan berubah.

PR : Mempelajari analisis distribusi temperatur dengan komputasi teknik 2D dan 3D.

Resume Kuliah 15-04-2019

Tujuan perkuliahan: 1. Memahami konsep-konsep dalam komputasi teknik dan mampu mengaplikasikannya dalam bidang teknik. 2. Menjadi lebih mengenal diri.

Komputasi teknik adalah pemodelan berbasis komputer. Semi programming menggunakan EES dan Frame 3DD. Simulasi aliran menggunakan CFDSOF.

Dengan mengenal diri akn timbul gairah (semangat) dalam belajar. Sesungguhnya manusia itu banyak berkeluh kesah. Sesungguhnya manusia itu kurang bersyukur. Sesungguhnya manusia itu membuat kerusakan di muka bumi.

Zero Energy Building (ZEB) adalah bangunan yang mampu menyediakan energi sendiri. Misal: rumah dekat sungai memanfaatkan energi sungai, memanfaatkan energi matahari.

Zero Energy Building

Dalam bidang arsitektur, muncul istilah Eco-friendly Architecture untuk mendefinisikan desain arsitektur yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Pendekatan secara ekologi dilakukan dalam upaya meningkatkan keselarasan dan keseimbangan antara rancangan bangunan terhadap keberlangsungan energi dan sumber daya alam yang ada. Melalui pendekatan ini tercipta prinsip desain bangunan hemat/rendah energi yang bertujuan untuk mengurangi penggunaan energi dan sebaliknya meningkatkan efisiensi energi pada bangunan.

Dari prinsip desain tersebut tercipta sebuah konsep perancangan bangunan rendah energi yang disebut konsep Zero Energy Building (ZEB). Konsep ini merupakan sebuah strategi efisiensi energi yang bertujuan menghemat cadangan energi yang statusnya saat ini sedang berada dibawah tekanan. Diharapkan dengan penerapan konsep ini efisiensi energi pada bangunan akan meningkat dan secara bersamaan mampu menjaga kualitas hidup manusia serta alam sekitar. Hal ini juga dipandang sebagai solusi untuk masalah mengurangi emisi gas rumah kaca.

Salah satu konsep arsitektur yang mendukung gerakan hemat energy adalah konsep Zero Energy Building (ZEB). Konsep Zero Energy Building ( ZEB ) adalah suatu upaya yang lebih progresif dalam mengurangi pemborosan dalam pemakaian energi tak terbarukan dan emisi gas rumah kaca.

ZEB mulai populer ketika permasalahan lingkungan merambah ke ranah arsitektur. Penghematan energi dalam bangunan bukan lagi persoalan menghemat energi semata, tetapi merupakan bagian penting memangkas emisi CO2. Secara harfiah Konsep Zero Energy Bulding diartikan sebagai ”Bangunan Tanpa Energi”. Konsep Zero Energy Building Merupakan pemahaman tentang bangunan yang secara keseluruhan (net) tidak mengonsumsi energi yang bersumber dari listrik negara (PLN) maupun bahan bakar fosil. Dengan kata lain, ZEB merupakan konsepsi bangunan yang dapat mencukupi kebutuhan energinya sendiri dari sumber energi terbarukan, seperti matahari, angin, air,bahan bakar nabati, biomassa, dan biogas.

ZEB Meskipun demikian, mengingat beberapa sumber energi terbarukan, seperti energi matahari dan angin, seringkali tergantung pada kondisi cuaca yang kadang kala tidak mendukung, konsepsi ZEB masih membuka kemungkinan penggunaan energi fosil pada saat tertentu. Pada saat lain bangunan harus mampu memproduksi energi terbarukan secara berlebih untuk mengimbangi kekurangan energi pada waktu lain. Konsepsi ZEB lebih mengarah pada total energi yang dikonsumsi bangunan, antara tekor energi (energi yang dikonsumsi dari PLN dan generator minyak), dan surplus energy (energi yang dihasilkan perangkat pembangkit energi di bangunan: sel surya, baling-baling, dan biogas). Secara keseluruhan konsumsi energi bangunan harus nol atau bahkan surplus (menghasilkan energi lebih dari yang dikonsumsi).

Konsepsi ZEB tidak terkait dengan energi yang digunakan saat pembangunan (konstruksi) dan energi yang dikandung material bangunan (embodied energy) ketika material tersebut diproduksi, tetapi lebih kepada energi operasional yang dikonsumsi bangunan per satuan waktu tertentu. Konsepsi ZEB tidak lepas dari strategi konservasi energi bangunan yang maksimal, simultan dengan optimasi produksi energi terbarukan untuk menopang kebutuhan energi bangunan. Tanpa strategi rancangan bangunan hemat energi, konsepsi ZEB tidak akan pernah terwujud.

Zero Energy Building (ZEB) didefinisikan sebagai bangunan yang digunakan sebagai hunian atau komerisal yang mampu mereduksi kebutuhan energi secara drastis sehingga tercapai efisiensi, yaitu keadaan dimana tercapai keseimbangan kebutuhan energi yang disuplai dengan energi terbarukan.

Adapun Langkah-langkah dalam mencapai Zero Energy Building adalah sebagai berikut :

Tugas 1 Resume Kuliah Komputasi Teknik

Tugas 1 Kosim

Tugas 2 Analisa Pondasi Rumah Panggung

Tugas 2 Kosim

Tugas 3 Optimasi Biaya Pembuatan Rumah

Tugas 3 Kosim

Tugas 4 Latihan SAP 2000

Tugas Latihan SAP2000

Tugas 5 Analisa Struktur Truss Atap Kosan

Analisa Truss Kosim

Tugas 6 Latihan Analisa Struktur Beam

Analisa Struktur Beam Kosim

Tugas 7 Analisa Balok dan Review Konsep Dinamik

Analisa Balok Kosim

Review Konsep Dinamik dan Aplikasinya Kosim

Tugas UTS (cara menghitung momen inersia menggunakan EES)

Tugas UTS

Tugas 8 Analisa Dinamik

Analisa Dinamik Bangunan Kos

Tugas 9 Analisa Aliran Udara pada Tembok Bangunan

Analisa aliran udara pada tembok bangunan

Tugas 10 Analisa Distribusi Temperatur pada Bidang 2D dan 3D

Analisa Distribusi Temperatur 2D dan 3D