Simulasi Numerik TINJAUAN PUSTAKA

37

2.17. Simulasi Numerik

Berbagai fenomena dalam dunia science dan engineering dapat dideskripsikan dengan formulasi persamaan diferensial menggunakan model kontinum mekanik. Penyelesaian persamaan diferensial dengan kondisi yang bervariasi seperti kondisi batas atau kondisi inisial dapat membantu memahami fenomena dan dapat mengestimasi fenomena pada masa yang akan datang. Untuk persamaan diferensial, umumnya sulit diperoleh solusi analitisnya, ini disebabkan oleh kompleksitas sifat material, kondisi batas, dan juga bentuk struktur itu sendiri. Solusi yang mungkin untuk permasalahan yang demikian adalah dengan menggunakan analisa numerik menggunakan metode elemen hingga. Metode elemen hingga menerjemahkan pemasalahan persamaan diferensial parsial menjadi persamaan aljabar linier dengan mengadopsi metode numerik untuk mendapatkan solusi pendekatan [40]. 2.17.1. Simulasi struktur Analisa struktur merupakan aplikasi metode elemen hingga yang paling sering digunakan. Struktur disini tidak dibatasi hanya pada bangunan dan jembatan, melainkan meliputi aeronautical, naval, dan struktur mechanical. Analisa struktur static structural memperhitungkan perpindahan, tegangan, regangan, dan gaya pada struktur akibat pembebanan dengan mengabaikan efek inersia dan redaman. Analisa struktur sangat berperan dalam ilmu solid mechanics. Analisa struktur statik dapat berupa linier maupun nonlinier [32, 33]. UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 38 2.17.2. Simulasi termal Analisa termal memperhitungkan distribusi temperatur dan besaran termal lainnya pada suatu komponen atau sistem. Simulasi termal memainkan peran yang penting dalam aplikasi engineering, seperti pada heat exchanger, piping systems, combustion engine, turbin, dan komponen elektronik. Pada kasus tertentu, analisis termal dimasukkan untuk memperhitungkan thermal stress [32, 37]. 2.17.3. Simulasi thermal stress Simulasi thermal stress memungkinkan solusi dari analisa termal dimasukkan ke analisa struktur. Fitur ini berguna untuk menentukan efek distribusi temperatur terhadap respon struktur. User dapat memberikan beban termal secara terpisah atau dihubungkan dengan beban mekanik dalam satu seri dengan mengimpor beban termal Analisa termal dilakukan terlebih dahulu. Dari analisa ini didapat hasil seperti distribusi temperatur sesuai dengan kondisi batas yang diberikan. Temperatur dari solusi termal kemudian digunakan sebagai beban load dengan preprocessing dan solusi untuk analisa struktur [32].

2.18. Ansys Workbench