IKG4M3Sains Komputasi untuk TeknikDR. PUTU HARRY GUNAWAN

Pengantar Sains Komputasi untuk Teknik

1. Pengertian sains komputasi

2. Masalah-masalah yang dihadapi oleh Insinyur

3. Kontrak Kuliah

Sains KomputasiDefinisi 1.

Sains Komputasi merupakan suatu cabang ilmu baru yang muncul dari adanya irisan atau gabungan berbagai macam disiplin ilmu sains seperti diperlihatkan pada Gambar 1.

Gambar 1

Permasalahan untuk Teknik

Berbagai permasalahan yang sering dihadapi oleh peniliti sering menghadapi persamaan matematika yang kontinu nolinear yang tidak bisa diselesaikan dengan mencari solusi kuat (strong solution) atau analitiknya.

Sehingga metode numerik untuk menghampiri persamaan matematika perlu digunakan.

Persamaan matematika yang biasanya sering digunakan adalah persamaan diferensial parsial (PDP) yang memuat dimensi spasial dan waktu.

Contoh permasalahanHeat Conduction(Penyebaran panas: Physical and Mathematical model)

 

 

 

 

 

Contoh permasalahanHeat Conduction(Penyebaran panas: Discrete Mathematics)

 

 

 

 

Contoh permasalahanHeat Conduction(Penyebaran panas: Codes and Visualization)

int N=100double u[100]double unew[100]

r=alpha*dt/(dx*dx)

for(int i=1; i<N-1; i++){ unew[i]=u[i] + r*(u[i+1] -2*u[i] +u[i-1]);} unew[0]=f(0); unew[1]=f(L);

Programming code

Visualization

Contoh permasalahanHeat Conduction(Penyebaran panas: Codes and Visualization)

int N=100double u[100]double unew[100]

r=alpha*dt/(dx*dx)

for(int i=1; i<N-1; i++){ unew[i]=u[i] + r*(u[i+1] -2*u[i] +u[i-1]);} unew[0]=f(0); unew[1]=f(L);

Programming code

Visualization

Contoh permasalahanFluid Flow: Water

Contoh permasalahanFluid Flow: Gas on Atmosphere

Kontrak Kuliah

Tugas Biasa + Tugas Besar (optional)* 20%

Quis 20%

UTS 30%

UAS 30%

*Jika mahasiswa sedikit, UAS diganti dengan Tugas Besar

Masing-masing mahasiswa diharapkan membawa laptop yang sudah terinstal:

Windows : Codeblock, gnuplot, MATLAB (optional)

Ubuntu : g++/gcc, gnuplot, Sci-lab/Octave (optional)

References

Burden, Richard L., and J. Douglas Faires. "Numerical analysis. 2001." Brooks/Cole, USA (2001).

Danaila, Ionut, et al. An introduction to scientific computing: Twelve computational projects solved with MATLAB. Springer Science & Business Media, 2007.

Haberman, Richard. "Applied partial differential equations with Fourier series and boundary value problems." AMC 10 (2004): 12.

Karniadakis, George Em, and Robert M. Kirby II. Parallel scientific computing in C++ and MPI: a seamless approach to parallel algorithms and their implementation. Vol. 1. Cambridge University Press, 2003.

Mattheij, Robert MM, Sjoerd W. Rienstra, and Jan HM ten Thije Boonkkamp. Partial differential equations: modeling, analysis, computation. Siam, 2005.

Thomas, James William. Numerical partial differential equations: finite difference methods. Vol. 22. Springer Science & Business Media, 2013.