Simulasi Perambatan Energi Panas pada Sistem 1D dan 2D Menggunakan Metode Finite Difference
DOI:
https://doi.org/10.1234/sainmatikaunja.v6i1.44881Abstract
Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan proses penyebaran panas secara numerik pada medium satu dimensi (1D) dan dua dimensi (2D) menggunakan metode Finite Difference Time Domain (FDTD) tipe eksplisit atau Forward Time Centered Space (FTCS). Metode ini digunakan untuk menyelesaikan persamaan diferensial parsial dari fenomena konduksi panas dengan mendiskretisasi domain ruang dan waktu menjadi grid-grid kecil. Simulasi dilakukan menggunakan bahasa pemrograman Python, dengan parameter yang divariasikan meliputi konduktivitas termal, ukuran grid, dan durasi waktu. Kondisi awal ditetapkan berupa sumber panas di tengah domain, sedangkan kondisi batas ditentukan tetap (Dirichlet) dengan suhu nol derajat di seluruh tepi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode ini mampu memodelkan penyebaran panas secara realistis, di mana suhu menyebar secara merata dari pusat ke seluruh area seiring waktu. Visualisasi dilakukan dalam bentuk grafik suhu dan peta warna (heatmap), yang memperkuat pemahaman konsep fisika difusi termal. Simulasi ini juga menunjukkan potensi besar sebagai media bantu pembelajaran pada mata kuliah fisika dasar, termodinamika, dan metode numerik.
Downloads
References
1. Chapra, S. C., & Canale, R. P. (2015). Numerical Methods for Engineers (7th ed.). McGraw-Hill Education.
2. Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (6th ed.). John Wiley & Sons.
3. Patankar, S. V. (1980). Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Hemisphere Publishing.
4. Incropera, F. P., & DeWitt, D. P. (2002). Fundamentals of Heat and Mass Transfer (5th ed.). John Wiley & Sons.
5. Zhang, X., Liu, Y., & Wang, H. (2017). Numerical simulation of heat transfer in electronic cooling using finite difference method. Thermal Science and Engineering Progress, 4, 75–83.
6. Ramadhan, A., & Rini, A. (2020). Simulasi penyebaran panas pada pelat logam menggunakan metode beda hingga. Jurnal Fisika dan Aplikasinya, 16(1), 23–30.
7. Yulianto, R., Suryadi, D., & Handayani, N. (2021). Penggunaan simulasi numerik dalam pembelajaran fisika untuk meningkatkan pemahaman difusi panas. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 17(2), 134–141.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 SAINMATIKA UNJA | Jurnal Sains dan Matematika Universitas Jambi
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
