Rumah Bujang

 Bagaimana cara mempelajari CFD? - Panduan Pemula

Pemula dalam perjalanan CFD memiliki pertanyaan pertama di benaknya, “ Bagaimana saya mulai belajar CFD? “

    kedalaman subjek dan lautan pengetahuan saat ini yang tersedia secara online, ada kemungkinan besar anda tersesat dalam perjalanan pembelajaran dan dalam banyak kasus juga kehilangan motivasi dari mempelajari CFD itu sendiri. Pertanyaan ini sering ditanyakan oleh banyak orang, jadi saya berinisiatif untuk menjelaskan panduan pembelajaran bagi pemula CFD. Panduan ini akan memberikan petunjuk awal kepada para pemula tentang apa yang harus dipelajari dan apa yang harus difokuskan serta yang terpenting dari mana harus belajar.

    Jalur pembelajaran CFD sebenarnya sama untuk semua. Beberapa orang mungkin memiliki pengetahuan dan keahlian sebelumnya, dan akan melewatkan beberapa batu hambatan, tetapi jalurnya tetap sama untuk semua orang. Jadi Setiap pelajar harus melalui semua fase pembelajaran yang diperlukan. untuk itu saya akan memberikan gambaran mengenai Bagaimana Mempelajari CFD Dari Awal

1. Tentukan Tujuan Akhir/Sifat pekerjaan yang Diinginkan

Jalur pembelajaran juga tergantung pada tujuan akhir atau sifat pekerjaan yang ingin dilakukan. Ada dua pandangan utama untuk mempelajari CFD yaitu: Pandangan pengembang CFD " dan kedua " Pandangan insinyur aplikasi CFD ". Pengembang CFD adalah orang yang menulis program / kode komputer yang berhubungan dengan CFD. Tujuan utama pengembang adalah menulis program / kode CFD komputer yang akan digunakan oleh dirinya sendiri atau orang lain untuk analisis CFD. Insinyur aplikasi CFD adalah orang yang menggunakan program / kode / perangkat lunak yang tersedia untuk analisis masalah teknik. Insinyur aplikasi menggunakan CFD sebagai alat untuk analisis, desain, dan optimalisasi perangkat teknik.

    Pada tahap selanjutnya, pengembang mulai berfokus pada skema numerik, bahasa pemrograman, dll. Dan insinyur aplikasi mulai berfokus pada mempelajari perangkat lunak CFD yang berbeda dan menggunakannya untuk solusi berbagai masalah teknik. Jadi sebelum mulai mempelajari CFD, seseorang perlu menentukan tujuan akhir untuk "Mengapa dia mempelajari CFD?" Apakah dia ingin menjadi pengembang atau insinyur aplikasi? Pertanyaan ini perlu dijawab sebelum memulai perjalanan pembelajaran CFD agar ia dapat memilih jalur pembelajaran yang diperlukan.

2. Pelajari Mekanika Fluida dan Perpindahan Panas

    Untuk pemula, CFD adalah tentang menyelesaikan masalah aliran fluida dan perpindahan panas. Pada tahap selanjutnya CFD dapat digunakan untuk aliran multifase, reaksi kimia, dll., Tetapi titik awalnya adalah masalah aliran fluida dan perpindahan panas. Software CFD selalu memberikan beberapa hasil. Merupakan tanggung jawab insinyur CFD untuk menafsirkan apakah hasilnya benar atau salah. Untuk melakukan ini dengan benar, seseorang harus memiliki gagasan yang baik tentang dinamika fluida dan fisika perpindahan panas. Menurut pendapat saya, CFD hanya memvalidasi pemikiran seseorangdengan lebih banyak wawasan dan data yang akurat. Jika pemikiran dan pemahaman Anda tentang fisika pada awalnya tidak benar, hasil CFD mungkin tidak berguna bagi Anda. Untuk memastikan bahwa Anda telah memvisualisasikan perilaku aliran fluida atau panas pada perangkat tertentu sebelum Anda melakukan CFD, Anda harus memiliki dasar yang sangat kuat tentang dinamika fluida dan subjek perpindahan panas. Anda juga perlu mempelajari mata pelajaran ini untuk memahami persamaan yang mendasari CFD.

3. Pelajari Perangkat Lunak CFD

    Pertanyaan pertama yang harus diajukan adalah “ mengapa mempelajari perangkat lunak CFD? “Itu pertanyaan yang bagus untuk memulai. Insinyur aplikasi CFD adalah orang yang menggunakan semacam kode / program / perangkat lunak untuk memecahkan masalah teknik. Jadi dia harus belajar bagaimana menggunakan software tersebut, input apa saja yang dibutuhkan untuk memecahkan masalah tertentu dan hasil seperti apa yang diberikan oleh software tersebut. Jadi perangkat lunak pembelajaran adalah keharusan bagi seorang insinyur aplikasi.

    Pertanyaan selanjutnya adalah “ software mana yang harus dipelajari? ". Sebelum menjawab pertanyaan ini, seseorang perlu melakukan beberapa pekerjaan latar belakang. Cari tahu perusahaan impian yang Anda inginkan untuk bekerja. Cari tahu perangkat lunak apa yang digunakan perusahaan tersebut. Saya sarankan untuk memiliki daftar setidaknya 10 perusahaan dengan Anda sehingga kemungkinan mendapatkan pekerjaan bagus. Setelah Anda memutuskan perusahaan mana dan perangkat lunak mana, Anda dapat mulai mempelajari perangkat lunak tersebut.

    Berikut adalah aktivitas khas yang dilakukan selama analisis masalah apa pun yang menggunakan CFD:

1.      Membuat model CAD yang akan menentukan bentuk dan ukuran domain tempat persamaan CFD akan diselesaikan (biasanya disebut pemodelan CAD)

2.      Diskritisasi domain (Biasanya disebut sebagai grid atau generasi mesh)

3.      Setup dan solusi persamaan pengatur (Biasanya disebut sebagai tahap solver)

4.      Visualisasi dan ekstraksi hasil (Biasanya disebut pasca-pemrosesan)

    Menggabungkan keempat tahap di atas, proses CFD disebut sebagai proses tiga langkah " preprocessing-solution-postprocessing " Menurut pendapat saya, insinyur CFD tidak perlu pandai dalam pemodelan CAD. Umumnya di perusahaan mana pun, model CAD diberikan masukan kepada insinyur CFD. Jadi, Anda tidak perlu mempelajari software CAD jika ingin menjadi insinyur CFD. Karena itu, memperoleh keahlian untuk pemodelan CAD selalu memberikan beberapa keuntungan bagi insinyur CFD. Jadi mempelajari perangkat lunak CAD adalah pilihan pribadi dan bukan keahlian yang harus dimiliki.

    Banyak kali saya melihat siswa berkonsentrasi pada pemecah pembelajaran dan pasca-pemrosesan. Ya, itulah langkah-langkah menarik dan menarik dalam CFD yang ingin Anda ikuti, tetapi hampir semua orang harus terlebih dahulu melewati tahap meshing engineer. Mempelajari perangkat lunak meshing adalah keharusan dan wajib untuk menjadi insinyur CFD yang baik. Perangkat lunak yang akan dipelajari akan ditentukan oleh perusahaan yang ingin Anda masuki. Beberapa perangkat lunak meshing mandiri adalah ANSYS ICEMCFD, Hypermesh, ANSA, GAMBIT, TGrid, Pointwise. Anda bisa mendapatkan daftar lengkapnya dengan melakukan google dengan "software mesh CFD". Pastikan Anda mempelajari perangkat lunak yang akan digunakan di perusahaan tempat Anda bekerja.

4. Pelajari Proses Pemecahan Masalah

    Setelah Anda memperoleh rangkaian keterampilan meshing, Anda dapat mulai mempelajari pemecah masalah. Ada banyak pemecah dan pasca-pemroses dan pilihan lagi akan tergantung pada perusahaan target Anda. ANSYS FLUENT, STAR CCM +, ANSYS CFX, OpenFOAM, AcuSolve adalah beberapa pemecah yang digunakan dalam industri. Saat Anda mempelajari pemecah mana pun, fokuslah pada cara menggunakan pemecah, masukan yang diperlukan, keluaran yang diberikan, pengaturan apa yang akan digunakan untuk fisika tertentu. Juga pastikan bahwa Anda membaca " panduan teori " dari setiap pemecah sehingga Anda akan mengetahui matematika di balik pemecah tersebut, batasan dan kelebihannya.

    Metode perangkat lunak pembelajaran bisa belajar mandiri / pembelajaran kelas tradisional / pembelajaran online. Anda dapat memiliki pilihan apa pun dan setiap metode pembelajaran memiliki pro dan kontra sendiri. Daripada melakukan pembelajaran mandiri, saya pribadi merekomendasikan untuk mengikuti kursus yang terstruktur dengan baik yang mencakup penggunaan perangkat lunak dan backend / teori fungsi dalam perangkat lunak. Anda bisa / perlu melakukan pembelajaran mandiri, tetapi tidak selama Anda memulai perjalanan. Melakukan belajar mandiri pada saat memulai perjalanan dapat mengakibatkan masa belajar yang sangat lama dan hilangnya minat belajar Anda. Saya juga merekomendasikan untuk merasa nyaman dengan pembelajaran online. Ini akan membuka pintu bagi lautan pengetahuan yang tersedia di internet. Pembelajaran online juga memberikan kebebasan belajar sesuai kenyamanan Anda dan memberikan akses ke tutor yang baik di seluruh dunia.

5. Cobalah Untuk Terjun Langsung Ke Proyek

    Setelah anda memiliki semua pengetahuan yang diperlukan untuk menggunakan CFD sebagai solusi dari masalah industri apa pun. Tetapi kemungkinan besar Anda belum memecahkan masalah yang rumit. Ini seperti, Anda telah mempelajari segalanya tentang cara mengemudikan mobil, tetapi belum keluar untuk perjalanan darat. Bekerja pada proyek industri adalah keharusan sebelum Anda mulai melamar posisi insinyur CFD di industri. Itu juga diperlukan untuk menguji semua pengetahuan yang telah Anda peroleh sejauh ini.

    Pertanyaan penting yang diajukan adalah “ bagaimana mendapatkan eksposur ke proyek industri? ". Apakah itu berarti seseorang harus melakukan semacam magang di industri?. Jika seseorang tidak mendapatkan magang apa yang bisa dilakukan?

    Menurut saya, untuk mendapatkan eksposur masalah industri tidak harus magang di industri. Jika Anda mendapatkannya, itu bagus, jika tidak, itu bukan ujung jalan. Tujuan utamanya adalah Anda menyelesaikan beberapa masalah industri menggunakan CFD untuk memastikan bahwa Anda tahu cara menyelesaikannya. Setiap perusahaan sekarang menerbitkan karyanya. Faktanya, perusahaan yang telah Anda pilih sebelumnya, pasti telah menerbitkan sesuatu tentang pekerjaan CFD mereka. Apa yang dapat Anda lakukan adalah, mulai mendefinisikan masalah serupa untuk diri Anda sendiri dari pekerjaan mereka yang diterbitkan. Anda dapat memulai dengan masalah sederhana dan kemudian beralih ke definisi proyek yang kompleks. Sekarang hari, Anda bisa mendapatkan geometri CAD untuk hampir semua perangkat online (untuk penggunaan pribadi dan pembelajaran Anda). GRABCAD dan 3D CONTENTCENTRALadalah dua lokasi di mana Anda dapat menemukan geometri 3D CAD dari hampir semua hal. Mungkin dilakukan google pada "komponen + model CAD 3D", dan saya yakin Anda akan mendapatkan apa yang Anda inginkan.

    Unduh beberapa geometri, coba keterampilan meshing Anda, tentukan kondisi batas dari masalah sampel Anda dan dapatkan hasil CFD. Mulailah menafsirkan hasil tersebut dan lihat peningkatan apa yang dapat Anda lakukan dalam kinerja perangkat itu. Pastikan bahwa setelah Anda selesai dengan proyek tersebut, Anda membuat laporan kecil tentang proyek tersebut. Ini akan membantu Anda untuk menunjukkan pekerjaan Anda kepada perusahaan saat Anda menghadiri wawancara. Ini juga akan membuat Anda lebih nyaman dengan penggunaan solusi CFD untuk masalah industri yang sebenarnya. Kerjakan 4-5 proyek semacam itu, dan Anda sudah selesai dan siap bekerja sebagai insinyur aplikasi CFD.

    Jika Anda mengalami kesulitan selama mengerjakan proyek, Anda selalu bisa mendapatkan bantuan dari komunitas CFD. Ada banyak platform tempat Anda dapat mengajukan pertanyaan dan mendapatkan bantuan. Forum Komunitas LearnCAx adalah platform yang bagus di mana siswa dapat mengajukan pertanyaan yang dijawab oleh tim ahli dari industri.

    Anda telah mempelajari dasar-dasar mekanika fluida, CFD. Anda telah mempelajari perangkat lunak yang diperlukan dan mengerjakan 4-5 proyek industri. Saya rasa tidak ada hal lain yang diharapkan oleh perusahaan dari "Fresh" di CFD. Ini adalah pengetahuan dan keahlian yang luar biasa untuk pemula di CFD. Saya sangat yakin, jika semua hal di atas dilakukan dengan benar, akhirnya akan luar biasa. Pastikan Anda menyiapkan profil yang bagus, termasuk perangkat lunak apa yang Anda ketahui dan tingkat keahlian yang Anda miliki, sertakan semua proyek Anda di profil. Dan hanya itu, Anda telah mengubah diri Anda dari penggemar yang ingin belajar CFD menjadi insinyur aplikasi CFD.

    Anda dapat memutuskan sisa perjalanan CFD Anda. Anda dapat memilih domain / industri tertentu sebagai target Anda atau Anda dapat memutuskan fisika tertentu sebagai target belajar Anda berikutnya

    Kita ketahui, persoalan yang melibatkan model matematika banyak muncul dalam berbagai disiplin ilmu pengetahuan, seperti dalam bidang fisika, kimia, ekonomi, atau pada persoalan rekayasa (engineering), seperti Teknik Sipil, Teknik Mesin, Elektro, dan sebagainya. Seringkali model matematika tersebut muncul dalam bentuk yang tidak ideal alias rumit (metode numerik). Model matematika yang rumit ini adakalanya tidak dapat diselesaikan dengan metode analitik yang sudah umum untuk mendapatkan solusi sejatinya (exact solution). Yang dimaksud dengan metode analitik adalah metode penyelesaian model matematika dengan rumus-rumus aljabar yang sudah baku (lazim). Maka dari itu, pada kesempatan kali ini, saya akan membahas mengenai metode numerik secara umum.

Metode Analitik VS Metode Numeric

Metode Numerik dalam Bidang Rekayasa

Apakah Metode Numerik Hanya untuk Persoalan Matematika yang Rumit Saja?

        Terkadang beberapa orang pasti mempunyai pertanyaan atau bahkan mempunyai pemikiran seperti pertanyaan diatas. tetapi saya pastikan bahwa metode numerik TIDAK hanya untuk persoalan matematika yang rumit saja dikarenakan metode numerik berlaku umum, yakni ia dapat diterapkan untuk menyelesaikan persoalan matematika sederhana (yang juga dapat diselesaikan dengan metode analitik) maupun persoalan matematika yang tergolong rumit (yang metode analitik pun belum tentu dapat menyelesaikannya).Sebagai contoh, dengan metode numerik kita dapat menghitung integral 

Peranan Komputer dalam Metode Numerik

        Komputer berperan besar dalam perkembangan bidang metode numerik. Hal ini mudah dimengerti karena perhitungan dengan metode numerik adalah berupa operasi aritmetika seperti penjumlahan, perkalian, pembagian, plus membuat perbandingan. Penggunaan komputer dalam metode numerik antara lain untuk memprogram. Langkah-langkah metode numerik diformulasikan menjadi program komputer. Program ditulis dengan bahasa pemrograman tertentu, seperti FORTRAN, PASCAL, C, C++, BASIC, dan sebagainya. Dalam hal ini, komputer berperanan mempercepat proses perhitungan tanpa membuat kesalahan.

    Selain mempercepat perhitungan numerik, dengan komputer kita dapat mencoba berbagai kemungkinan solusi yang terjadi akibat perubahan beberapa parameter. Solusi yang diperoleh juga dapat ditingkatkan ketelitiannya dengan mengubah-ubah nilai parameter.

Bagian mendasar dari perhitungan rekayasa yang dilakukan saat ini adalah perhitungan "waktu nyata" (real time computing), yaitu perhitungan keluaran (hasil) dari data yang diberikan dilakukan secara simultan dengan event pembangkitan data tersebut, sebagaimana yang dibutuhkan dalam mengendalikan proses kimia atau reaksi nuklir, memandu pesawat udara atau roket dan sebagainya.

Jelaslah bahwa kecepatan tinggi, keandalan, dan fleksibilitas komputer yang memberikan akses untuk penyelesaian masalah praktek. Sebagai contoh, solusi sistem persamaan lanjar yang besar menjadi lebih mudah dan lebih cepat diselesaikan dengan komputer. Perkembangan yang cepat dalam metode numerik antara lain ialah penemuan metode baru, modifikasi metode yang sudah ada agar lebih mangkus, analisis teoritis dan praktis algoritma untuk proses perhitungan baku, pengkajian galat, dan penghilangan jebakan yang ada pada metode.

Mengapa Kita Harus Mempelajari Metode Numerik?

    Tentu saja kita harus mempelajari metode numerik, hal ini dikarenakan dalam pekerjaannya sering berhadapan dengan persamaan matematik. Persoalan yang muncul di lapangan diformulasikan ke dalam model yang berbentuk persamaan matematika. Persamaan tersebut mungkin sangat kompleks atau jumlahnya lebih dari satu. Metode numerik, dengan bantuan komputer, memberkan cara penyelesaian persoalan matematika dengan cepat dan akurat.