BAB 3 METODE PENELITIAN

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III PENDEKATAN TEORI

Persamaan gerak dalam bentuk vektor diberikan oleh: dv dt dimana : (1) v = gaya coriolis. = gaya gravitasi

PENYELESAIAN LUAS BANGUN DATAR DAN VOLUME BANGUN RUANG DENGAN KONSEP DETERMINAN

BUKU AJAR METODE ELEMEN HINGGA

BAB II TEORI DASAR. Bumi kita tersusun oleh beberapa lapisan yang mempunyai sifat yang

III PEMODELAN SISTEM PENDULUM

ALJABAR LINEAR (Vektor diruang 2 dan 3) Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Aljabar Linear Dosen Pembimbing: Abdul Aziz Saefudin, M.

Untuk pondasi tiang tipe floating, kekuatan ujung tiang diabaikan. Pp = kekuatan ujung tiang yang bekerja secara bersamaan dengan P

BAB RELATIVITAS Semua Gerak adalah Relatif

HASIL KALI TITIK DAN PROYEKSI ORTOGONAL SUATU VEKTOR (Aljabar Linear) Oleh: H. Karso FPMIPA UPI

Hasil Kali Titik. Dua Operasi Vektor. Sifat-sifat Hasil Kali Titik. oki neswan (fmipa-itb)

(x, f(x)) P. x = h. Gambar 4.1. Gradien garis singgung didifinisikan sebagai limit y/ x ketika x mendekati 0, yakni

BAB III LIMIT DAN FUNGSI KONTINU

MODUL PERKULIAHAN. Kalkulus. Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh

Pengembangan Hasil Kali Titik Pada Vektor

Bab 5 RUANG HASIL KALI DALAM

CHAPTER 6. INNER PRODUCT SPACE

URUNAN PARSIAL. Definisi Jika f fungsi dua variable (x dan y) maka: atau f x (x,y), didefinisikan sebagai

Penerapan Masalah Transportasi

PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI DAN ALAT PENUKAR KALOR

Fisika Ebtanas

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. mendorong pengembangan yang sukses, dan suatu desain didasarkan kepada

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 5 BILANGAN REYNOLD

3. RUANG VEKTOR. dan jika k adalah sembarang skalar, maka perkalian skalar ku didefinisikan oleh

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Bab 5 RUANG HASIL KALI DALAM

EKONOMETRIKA PERSAMAAN SIMULTAN

Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2004 Yogyakarta, 19 Juni 2004

BAB III METODE ELEMEN HINGGA. Gambar 3. 1 Tegangan-tegangan elemen kubus dalam koordinat lokal (SAP Manual) (3.1)

Pemodelan Dinamika Gelombang dengan Mengerjakan Persamaan Kekekalan Energi. Syawaluddin H 1)

Hendra Gunawan. 5 Maret 2014

BAB III 3. METODOLOGI PENELITIAN

lim 0 h Jadi f (x) = k maka f (x)= 0 lim lim lim TURUNAN/DIFERENSIAL Definisi : Laju perubahan nilai f terhadap variabelnya adalah :

NAMA : KELAS : theresiaveni.wordpress.com

(a) (b) Gambar 1. garis singgung

I PENDAHULUAN II LANDASAN TEORI

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Ayam Ras Broiler

PERTEMUAN-2. Persamaan Diferensial Homogen. Persamaan diferensial yang unsur x dan y tidak dapat dipisah n. Contoh: 1.

PENDEKATAN TEORITIS. Prinsip Kerja Oven Surya

Korelasi Pasar Modal dalam Ekonofisika

Model Hidrodinamika Pasang Surut Di Perairan Pulau Baai Bengkulu

Aljabar Linear Elementer

KAJIAN PENGGUNAAN KOMPRESOR AKSIAL

Session 18 Heat Transfer in Steam Turbine. PT. Dian Swastatika Sentosa

BAB VI HUKUM KEKEKALAN ENERGI DAN PERSAMAAN BERNOULLI

Solusi Sistem Persamaan Linear Fuzzy

MENENTUKAN MODEL PELUANG KEBANGKRUTAN PERUSAHAAN ASURANSI DENGAN PERSAMAAN INTEGRO- DIFERENSIAL

KONSTRUKSI FUNGSI µ REGULAR DARI FUNGSI PANHARMONIK BERNILAI KOMPLEKS SKRIPSI. Oleh: SUCI RAHAYU NIM:

PANJANG DAN JARAK VEKTOR PADA RUANG HASIL KALI DALAM. V, yang selanjutnya dinotasikan dengan v, didefinisikan:

BAB III PEMODELAN ALIRAN FLUIDA STREAMLINES DI BAWAH PERMUKAAN BUMI

PAKET TUTORIAL TERMODINAMIKA OLEH: DRA. HARTATIEK, M.SI.

UNIVERSITAS INDONESIA

PENDUGAAN JUMLAH PENDUDUK MISKIN DI KOTA SEMARANG DENGAN METODE SAE

Trihastuti Agustinah

BEBERAPA SIFAT JARAK ROTASI PADA POHON BINER TERURUT DAN TERORIENTASI

Nama : Mohammad Syaiful Lutfi NIM : D Kelas : Elektro A

Mata Kuliah: Aljabar Linier Dosen Pengampu: Darmadi, S. Si, M. Pd

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENELUSURAN LINTASAN DENGAN JARINGAN SARAF TIRUAN

Pembicaraan fluida menjadi relatif sederhana, jika aliran dianggap tunak (streamline atau steady)

LKPD.3 HUKUM ARCHIMEDES

BEBERAPA IDENTITAS PADA GENERALISASI BARISAN FIBONACCI ABSTRACT

KEPUTUSAN INVESTASI (CAPITAL BUDGETING) MANAJEMEN KEUANGAN 2 ANDRI HELMI M, S.E., M.M.

METODE FINITE DIFFERENCE INTERVAL UNTUK MENYELESAIKAN PERSAMAAN PANAS ABSTRACT 1. PENDAHULUAN

PENGARUH MODEL TURBULENSI DAN PRESSURE-VELOCITY COPLING TERHADAP HASIL SIMULASI ALIRAN MELALUI KATUP ISAP RUANG BAKAR MOTOR BAKAR

BAB 2 LANDASAN TEORI

VEKTOR. Oleh : Musayyanah, S.ST, MT

ESTIMASI VARIABEL KEADAAN PADA SISTEM TATA UDARA PRESISI MENGGUNAKAN ALGORITMA MOESP (MIMO OUTPUT-ERROR STATE-SPACE MODEL IDENTIFICATION) SKRIPSI

Integrasi 2. Metode Integral Kuadratur Gauss 2 Titik Metode Integral Kuadratur Gauss 3 Titik Contoh Kasus Permasalahan Integrasi.

1. Grafik di samping menyatakan hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak.

MODEL MATEMATIKA WAKTU PENGOSONGAN TANGKI AIR

Trihastuti Agustinah

Integra. asi 2. Metode Integral Kuadr. ratur Gauss 2 Titik

PENGENDALIAN OPTIMAL PADA MODEL KEMOPROFILAKSIS DAN PENANGANAN TUBERKULOSIS

ANALISIS KAPASITAS BALOK KOLOM BAJA BERPENAMPANG SIMETRIS GANDA BERDASARKAN SNI DAN METODA ELEMEN HINGGA

KARAKTERISTIK PERMAINAN ELLO YANG DAPAT DIMENANGKAN FITRI DURROTUN NAFISAH

Bagian IV. TOPIK-TOPIK LANJUTAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III STATIKA FLUIDA

Simulasi Dinamika Gelombang Berjalan Pada Model Invasi Tumor

KINERJA TURBIN AIR TIPE DARRIEUS DENGAN SUDU HYDROFOIL STANDAR NACA 6512

KAJIAN PEMODELAN MATEMATIKA TERHADAP PENYEBARAN VIRUS AVIAN INFLUENZA TIPE-H5N1 PADA POPULASI UNGGAS

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Abstrak. a) b) Gambar 1. Permukaan parametrik (a), dan model solid primitif (b)

Trihastuti Agustinah. TE Teknik Numerik Sistem Linear

1. Perhatikan gambar percobaan vektor gaya resultan dengan menggunakan 3 neraca pegas berikut ini

JURNAL TEKNIK SIPIL USU

PENYELESAIAN MASALAH KONTROL OPTIMAL KONTINU YANG MEMUAT FAKTOR DISKON

IV TIGA MODEL ARUS LALU-LINTAS

1. Persamaan Energi Total

Acoustics An Introduction by Heinrich Kuttruff

IT CONSULTANT UNIVERSITAS MURIA KUDUS (ITC - UMK)

1. Perhatikan tabel berikut ini! No Besaran Satuan Dimensi 1 Momentum kg m s -1 MLT -1 2 Gaya kg m s -2 MLT -2 3 Daya kg m s -3 MLT -3

Bab 4 PRINSIP PRINSIP PEMODELAN FISIS

EKSISTENSI BAGIAN IMAJINER PADA INTEGRAL FORMULA INVERSI FUNGSI KARAKTERISTIK

TEKANAN TANAH PADA DINDING PENAHAN METODA RANKINE

Fungsi dan Grafik Diferensial dan Integral

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Perangkat Lunak Analisis Elemen Hingga

vektor ( MAT ) Disusun Oleh : Drs. Pundjul Prijono Nip

Transkripsi:

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Stdi Pendahlan Langkah aal dalam enelitian ini adalah mencari dan mengmlkan smbersmber seerti: bk, jrnal ata enelitian sebelmna ang mendkng enelitian ini. 3. Tahaan Analisis Pada taha analisis ini dilihat bagaimana roses engelolahan air bersih secara menelrh dan melihat bagaimana sedimentasi it terjadi ada adah sedimentasi kemdian dimodelkan ada sat gambar ntik menrnkan ersamaan na. 3..1 Menentkan faktor-faktor ang akan dignakan dalam enelitian ini Pada taha ini akan ditentkan faktor-faktor ang akan dignakan dalam enelitian ini. 3.. Menentkan kondisi aal dan batas Untk ersoalan Sedimentasi dalam enelitian ini diasmsikan sebagai berikt: 1. Diasmsikan sedimentasi adalah lmr,. Efek-efek iskos diabaikan (flida iniscid/tana gesekan), 3. Diasmsikan air mengalir dan tidak bertar, aliran mam-mamat, dan aliran laminar, 4. Untk sifat kohesi dan adhesi tidak dierhatikan. 3..3 Memodelkan ersoalan tersebt ke dalam bentk model Matematika Persoalan sedimentasi tersebt akan dimodelkan dengan model Matematika khssna dengan menggnakan Persamaan Diferensial. Uniersitas Smatera Utara

3.3 Membat Kesimlan dan Mensn Laoran Penelitian Setelah ersoalan tersebt dimodelkan ke dalam bentk Matematika, maka didaatlah sat ersamaan ang menjelaskan model sedimentasi ada air. Uniersitas Smatera Utara

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sedimentasi Sedimentasi adalah emisahan solid-liqid menggnakan egendaan secara graitasi ntk menisihkan ssended-solid. Banak faktor-faktor ang memengarhi sedimentasi ada air ang nanti na akan menjadi ariabelariabel ang akan membant terbentkna sat model matematika dalam bentk ersamaan diferensial arsial. Dinamika flida (hidrodinamik) memberi gambaran tentang gerak flida dalam bahas rang tertent. Untk daat menjelaskan tentang gerak flida maka gerak ini lebih dahl hars daat ditamilkan dalam sat set ersamaan diferensial ang daat diselesaikan secara analitik man nmerik. 4. Pemodelan Aliran Da Fase dari Ssensi Padat Ssensi ata camran adat-cair enting di berbagai bidang indstri, seerti enemrnaan minak dan gas, embatan kertas, engolahan makanan, transortasi lmr, dan engolahan air limbah. Ssensi adalah camran artikel adat dan cairan. Dinamika ssensi daat dimodelkan dengan ersamaan transort momentm ntk camran. Model camran dengan aliran laminar secara otomatis mengatr ersamaan ang akan didaatkan (ersamaan 4.6). 4.3 Persamaan Diferensial Untk meelesaikan sat ersamaan diferensial arsial ntk sat ariabel deenden, kondisi-kondisi tertent dierlkan ang berarti ariabel indeendenna hars ditentkan ada nilai-nilai tertent dari indeendenindeenden ariabel. Jika ariabel-ariabel indeendenna bera koordinatkoordinat rang akni keceatan, kondisi-kondisina disebt kondisi-kondisi batas. Jika ariabel indeendenna adalah akt, kondisi-kondisina disebt kondisi-kondisi aal. Uniersitas Smatera Utara

Kondisi batas na adalah komonen keceatan ke tegak lrs dalam aliran tak-kental. Dalam aliran tak-kental di mana iskositas diabaikan, ektor keceatan memiliki arah tangensial terhada erbatasan. Persamaan-ersamaan diferensial ini nanti na akan ditrnkan dengan menggnakan koordinat-koordinat kartesian. 4.4 Persamaan Kontinitas Diferensial Untk menrnkan ersamaan kontinitas differensial dignakan elemen infinitesinal. Elemen ini adalah olme kontrol ang kecil di mana aliran flida mask dan kelar. Elemen ini ditnjkkan ada bidang dengan kedalaman d. Diasmsikan baha aliranna hana ada bidang sehingga tidak terjadi aliran flida ke arah. Karna massa daat berbah di dalam elemen tersebt. Ini dieksresikan sebagai ( ) dd ddd dd ( ) ddd = ( ddd) t (4.1) di mana diijinkan ntk berbah di seanjang elemen tersebt. Jika ersamaan di atas disederhanakan, dengan mengangga baha olme kontrol elental tersebt tidak bergerak, dieroleh : ( ) ( ) (4.) = t Uniersitas Smatera Utara

Gambar 4.1 Volme Kontrol Infinitesimal Diferensiasikan rodk-rodkna dan maskan ariasi ke arah. Maka ersamaan kontinitas diferensialna daat ditliskan dalam bentk = 0 t (4.3) Keemat sk ertama membentk deriatif material, akni t D = (4.4) Sehingga ersamaan menjadi : = 0 D (4.5) ang merakan bentk aling mm dari ersamaan kontinitas diferensial dalam koordinat kartesian. d d d d d d d d ) ( d d ) ( Uniersitas Smatera Utara

Persamaan kontinitas diferensial ini seringkali ditliskan dengan menggnakan oerator ektor = i j k (4.6) Sehingga ersamaan mengambil bentk D. = 0 (4.7) Di mana ektor keceatanna adalah V = i j k Skalar disebt diergens dari ektor keceatan. Untk aliran inkomresibel, densitas artikel flida teta konstan, artina, D = = 0 t (4.8) Jadi densitas tidak hars konstan. Jika densitas na memang konstan, maka setia sk dalam ersamaan bernilai 0. Untk aliran inkomresibel mengharskan = 0 ata V. = 0 (4.9) 4.5 Persamaan Momentm Diferensial Persamaan diferensial ang ditrnkan dari ersamaan kontinitas diferensial memiliki tiga komonen keceatan sebagai ariabel-ariabel deenden ntk aliran inkomresibel. Jika ada aliran di mana medan keceatan dan medan tekananna tidak diketahi, ersamaan momentm diferensial memberikan tiga ersamaan tambahan karna merakan ersamaan keceatan ang memiliki tiga komonen. Keemat ariabel ang dicari adalah,, dan jika menggnakan sistem koordinat kartesian. Keemat ersamaan akan memberikan ersamaan-ersamaan ang dierlkan dan selanjtna kondisi-kondisi aal dan batas memngkinkan enelesaian ermasalahan. Uniersitas Smatera Utara

Untk mendaatkan sat ersamaan ata model bar dalam ermasalahan ini, ang akan dierhatikan adalah : Pertama-tama, tegangan eksis di ermkaan-ermkaan sat elemen flida infinitesimal berbentk ersegi seerti ditnjkkan ada gambar (4.) ntk bidang. Komonen-komonen tegangan ang sama jga bekerja ke arah. Tegangan normal dilambangkan dengan dan tegangan geser dengan. Ada sembilan komonen tegangan:,,,,,,, dan. Jika diambil momen terhada smb, smb dan smb, masing-masing akan mennjkkan = = = (4.10) Jadi ada enam komonen tegangan ang hars dihbngkan dengan tekanan dan komonen-komonen keceatan. Hbngan-hbngan tersebt disebt sebagai ersamaan-ersamaan konstittif. Selanjtna, alikasikan hkm keda Neton ada elemen dalam Gambar 4.3, dengan mengasmsikan tidak ada tegangan geser ang bekerja ke arah dan baha graitasi bekerja hana ke arah : d d d d d d Gambar 4. Komonen-komonen tegangan ang saling tegak lrs ada sebah elemen cairan Uniersitas Smatera Utara

ddd dd d dd dd = ddd D (4.11) d dd dd d dd dd = ddd D (4.1) Disederhanakan menjadi : D = D = Jika komonen-komonen arah dimaskkan, ersamaan-ersamaan diferensialna menjadi D = (4.13) D = D g = (4.14) Dengan mengasmsikan baha sk graitasi gddd bekerja ke arah negatif. Dalam banak aliran, efek-efek kekentalan ang menimblkan tegangan geser daat diabaikan dengan tegangan normal merakan negatif dari tekanan. Untk aliran-aliran tak-kental semacam it, ersamaan (sebelmna) mengambil bentk D = (4.15) Uniersitas Smatera Utara

D = D = g Dalam bentk ektor, ini menjadi Persamaan : g D = gk (4.16) Yang berlak ntk aliran-aliran tak kental. Untk aliran tnak dengan densitas konstan. Persamaan-ersamaan konstittif menghbngkan tegangan dengan medan keceatan dan tekanan; ersamaan-ersamaan tersebt tidak ditrnkan akan tetai dirmskan melali engamatan-engamatan di Laboratorim. Untk sat flida Netonian isotroik, ermsanna adalah = λ. V = (4.17) = λ. V = (4.18) = λ. V = (4.19) Untk kebanakan gas, hiotesis Stokes daat dignakan sehingga Jika tegangan-tegangan normal tersebt dijmlahkan 1 = 3 ( ) (4.0) Yang mennjkkan baha tekanan merakan rata-rata negatif dari ketiga tegangan normal dalam kebanakan gas, termask dara, dan di sema cairan di mana V. = 0. Uniersitas Smatera Utara

Jika ersamaan (4.19) dimaskkan ke dalam Persamaan (4.16) dengan menggnakan 3 λ =, dieroleh hasil = D 3 = D 3 g D = 3 (4.1) di mana graitasi bekerja ke arah negatif dan flida diasmsikan homogen, sebagai contoh 0 =. Akhirna, jika aliran diasmsikan inkomresibel sehingga 0. = V, dieroleh ersamaan-ersamaan Naier Stokes = D = D g D = (4.) Di mana arah adalah ertikal. Jika dierkenalkan oerator skalar ang disebt Lalacian, ang didefinisikan d d d = (4.3) Dan menglangi langkah-langkah ang menghasilkan Persamaan (4.19) samai Persamaan (4.0), ersamaan-ersamaan Naier Stokes daat ditliskan dalam bentk ektor sebagai Uniersitas Smatera Utara

D = V g 4.4 Persamaan Naier-Stokes memodelkan bagaimana sat flida it mengalir didalam sat adah. 4.6 Persamaan Model Camran Model camran (ata model sli aljabar) adalah formlasi ang disederhanakan dari ersamaan aliran mltihase (da fase). Model camran terdiri dari kontinitas dan ersamaan momentm ntk camran dan ersamaan kontinitas ntk fase disersi ata terisah. Jika didalam aliran flida it terdaat sat artikel adat akni ang diasmsikan adalah lmr sehingga membentk sedimentasi, maka ada sat rangkaian ersamaan bar ang terdaat ada ersamaan Naier-Stokes. Persamaan bar tersebt akni engarh sedimentasi ada aliran flida ang mengalir ada sat adah. Diasmsikan ada ariabel bar akni : mm = massa artikel (solid) mm aa = massa air (liqid) ssssssss = Keceatan relatif antara fase adat dan cair Maka, Dengan cara ang sama seerti menrnkan ersamaan kontinitas diferensial, didaatlah sat ersamaan ang menjelaskan terkait artikel adat ang terdaat dalam sat aliran flida, akni: ( m )( 1 m ) ) 0. = (4.5) sli sli Persamaan (4.5) dimaskkan ke dalam ersamaan (4.4) sehingga menjadi: Uniersitas Smatera Utara

( m ( m ) V V ) V g DV = 1 sli sli (4.6) dimana: V = keceatan (m/s) = tekanan (Pa) g = graitasi (m/s ) m V sli = massa artikel tak berdimensi = keceatan relatif antara fase adat dan cair (m/s) Persamaan disebt dengan ersamaan transortasi momentm ntk aliran da fase dari ssensi ang bisa menelesaikan dan menghitng beraa banak sedimentasi dalam sat adah enamngan air. Uniersitas Smatera Utara

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimlan Dari hasil dan embahasan, memerlihatkan baha ersoalan di dnia nata daat dimodelkan dengan menggnakan Model Matematika, dalam hal ini akni ersoalan sedimentasi ada adah enamngan air di adah sedimentasi ada saat engolahan air bersih. Persoalan tersebt daat dimodelkan ke dalam bentk Matematika, akni menjadi sat ersamaan ang disebt dengan ersamaan transortasi momentm. Persamaan transortasi momentm na adalah ( m ( m ) V V ) V g DV = 1 sli sli. Hal ini jga mennjkkan baha matematika bisa dialikasikan ada kehidan sehari-hari. 5. Saran Penlis menarankan ntk daat memodelkan sat ersoalan dengan cara dan metode lainna seerti dengan metode ersamaan, ertidaksamaan ata fngsi. Uniersitas Smatera Utara