Penerapan Finite Element Method (FEM) Persamaan Difusi Pada Ruangan Yang Memiliki Air Conditioner

Abstract

Kenyamanan termal merupakan salah satu aspek penting dalam perancangan bangunan karena kondisi suhu berpengaruh langsung terhadap produktivitas dan kenyamanan penghuni ruangan. Salah satu sistem yang umum digunakan untuk mengatur suhu ruangan adalah air conditioner (AC). Namun demikian, distribusi suhu di dalam ruangan tidak langsung menjadi seragam ketika AC dinyalakan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis distribusi suhu pada ruangan ber-AC menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method). Fenomena fisik dimodelkan menggunakan persamaan panas dua dimensi yang menggambarkan proses difusi suhu terhadap ruang dan waktu. Domain simulasi merepresentasikan denah rumah sederhana yang terdiri dari beberapa ruangan dengan sumber pendingin berada di ruang tengah. Model matematis yang digunakan melibatkan kondisi awal suhu ruangan sebesar 25°C serta kondisi batas yang merepresentasikan sumber pendingin dan dinding ruangan yang terisolasi. Simulasi numerik dilakukan menggunakan perangkat lunak Wolfram Mathematica untuk memperoleh distribusi suhu terhadap waktu. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pendinginan awalnya terjadi di sekitar sumber AC kemudian secara bertahap menyebar ke bagian ruangan lainnya. Keberadaan dinding dan sekat ruangan mempengaruhi pola difusi suhu sehingga menghasilkan laju pendinginan yang berbeda pada setiap ruangan. Seiring berjalannya waktu, sistem mendekati kondisi tunak di mana distribusi suhu menjadi lebih seragam. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa metode elemen hingga efektif digunakan untuk memodelkan penyebaran suhu pada ruangan dengan geometri yang kompleks.   Kata Kunci - Distribusi Suhu, Metode Elemen Hingga, Pendingin Ruangan, Persamaan Panas, Simulasi Numerik