Metode elemen hingga (MEH/FEM) Elektromagnetik

Drawing

Postingan ini kumpulan dari beberapa poin penting dalam pengerjaan tugas akhir saya, karena untuk tugas akhir ini, saya harus abdikan diri untuk lebih mengenal FEM yang mulanya sangat awam, maklum mahasiswa elektro bukan mesin atau struktur. Untuk judul tugas akhir : rahasia 😀

Untuk sementara penulisan ini akan dilakukan bertahap dan penuh revisi 😀

Perkembangan dunia perkomputeran memicu berkembangnya dunia perkomputasian (kata-katanya ribet biat dikata jenius 😀 ), dunia matematika. Untuk perhitungan matriks 2×2 atau 3×3, masih bisa dikatakan “dapat dikerjakan” namun, jika lebih untuk 4×4 dan seterusnya? untuk perhitungan 3×3 saja sudah cukup menyusahkan, apalagi untuk seorang yang nilai kalkulus pas-pasan dan pemuja semester pendek (hobi gagal dan ngulang seperti saya ;D ).

Atau masih ingat dengan iterasi? Metode yang mengandalkan berkali-kali pengulangan (loop) diperhitungannya. Perhitungan yang berulang-ulang ini, kita dapat memanfaatkan bantuan komputer.

Jadi apa itu FEM/MEH?

Metode elemen hingga merupakan salah satu metode numerik yang dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah struktural, termal dan elektromagnetik. Dalam metode ini seluruh masalah yang kompleks seperti variasi bentuk, kondisi batas dan beban diselesaikan dengan metode pendekatan. Karena keanekaragaman dan fleksibilitas sebagai perangkat analisis, metode ini mendapat perhatian dalam dunia teknik.

http://metodeelemenhingga.blogspot.sg/2012/07/prosedur-metode-elemen-hingga.html

Yup, cakupan seorang electrical engineering pada FEM/MEH adalah pada bagian elektromagnetik, seperti yang kita ketahui perubahan dari energi gerak ke energi listrik tak lepas dari metode induksi listrik yang menerapkan prinsip elektromagnetik.

Oiya dunia persinyalan yang juga lahir akibat elektromagnetik.

Jika kita ingin meneliti karakteristik sebuah motor/generator atau merancangnya, kita setidaknya bisa melihat

  • struktur, disini kita bisa melihat gaya terbesar yang diterima oleh komponen motor/generator itu bagian yang mana, sehingga dapat dilihat bagian yang rawan sekali rusak atau patah dll
  • termal, yang namanya muatan bergerak tentu menghasilkan panas. Sehingga kita bisa melihat distribusi panas, dan mensimulasikan sistem pendingin yang optimal.
  • elektromagnetik, disini kita bisa melihat medan magnet yang terjadi, losses yang mungkin terjadi akibat pemilihan material dsb

Cara kerja FEM/MEH

Mungkin ada yang ingat dengan istilah mendiskritkan? Mendiskritkan itu adalah upaya memecah suatu objek  menjadi objek-objek kecil.

Jika kita contohkan sebuah bangun yang mirip rumah gadang, dapat kita diskritkan menjadi beberapa bentuk segiempat kecil. tentu melakukan perhitungan dalam bentuk segiempat lebih mudah dibandingkan dengan bentuk rumah gadang.

ScreenShot_20170504115719.png

FEM/MEH tak lepas dari yang namanya diskrit mendiskritkan, atau yang disebut dengan meshing. Bagi yang pernah pernah belajar tentang topologi jaringan tentu tahu itu dengan mesh (dimana mesh menghubungkan setiap titik yang ada, jika ada ribuan titik bisa dibayangkan ribetnya bentuk mesh). Disini si FEM/ MEH akan me-meshing-kan sebuah objek sehingga terbentuk puluhan-ribuan objek-objek kecil, setelah terbentuk meshing, barulah FEM/MEH melakukan perhitungan. Perhitungan yang dilakukan tak lepas dengan yang namanya konvergensi, untuk dicapai konvergensi akan dilakukan iterasi hingga mencapai titik toleransi konvergensi yang kita atur.

guid-5773af1e-15a8-4e31-a387-b5f6f242aa25-output_low

Contoh topologi mesh (ngambil dari internet)

model-3d-1-mesh

meshing

Jadi bisa dibilang FEM hanya berupa aproksimasi (sekedar perkiraan)

Advertisements

One thought on “Metode elemen hingga (MEH/FEM) Elektromagnetik

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s