Abstrak


Penyelesaian Analitik Persamaan Panas New Generalized Fractional dengan Metode Pemisahan Variabel dan Transformasi Fourier


Oleh :
Titis Prasetyowati - M0120074 - Fak. MIPA

Kalkulus fraksional merupakan cabang matematika yang memperkenalkan konsep derivatif dan integral fraksional. Kalkulus fraksional general baru new generalized fractional/NGF yang diperkenalkan oleh Akkurt merupakan tipe kalkulus fraksional yang memiliki dua parameter, yaitu orde dan fungsi kontinu non-negatifnya. Kalkulus NGF memuat derivatif dan integral NGF yang dapat memodifikasi persamaan diferensial biasa menjadi persamaan diferensial fraksional NGF. Salah satu persamaan diferensial parsial, yaitu persamaan panas. Persamaan panas merupakan persamaan diferensial parsial dengan jenis parabolik yang terbentuk karena adanya proses perpindahan panas. Persamaan panas fraksional lebih akurat mendekati data nyata dibandingkan dengan persamaan panas klasik. Persamaan panas fraksional dapat diselesaikan menggunakan dua metode, yaitu metode pemisahan variabel dan transformasi Fourier fraksional. 

Dalam penelitian ini, diselesaikan persamaan panas menggunakan metode pemisahan variabel dan transformasi Fourier NGF. Studi literatur dilakukan dengan langkah-langkah antara lain mengidentifikasi kalkulus NGF, menjabarkan persamaan panas NGF, menyusun transformasi Fourier NGF, menyelesaikan solusi persamaan panas NGF menggunakan metode pemisahan variabel,  menyelesaikan solusi persamaan panas NGF menggunakan transformasi Fourier NGF, dan menyelesaikan kasus yang berhubungan dengan persamaan panas. 

Pada penyelesaian studi kasus dari persamaan panas NGF dengan menggunakan metode pemisahan variabel dan transformasi Fourier NGF, terdapat satu orde dengan dua fungsi kontinu non-negatif yang diambil serta pada kasus kedua terdapat satu nilai variabel dimensi untuk penyelesaian persamaan panas menggunakan metode pemisahan variabel dan satu variabel waktu untuk penyelesaian persamaan panas menggunakan transformasi Fourier NGF, dengan tiga orde dan dua fungsi yang diambil. Berdasarkan grafik studi kasus tersebut menunjukkan bahwa pada semua kasus fungsi kontinu non-negatif yang diambil, perpindahan panas mengalami penurunan disepanjang batang serta semakin cepat seiring berjalannya waktu dan berbanding lurus dengan orde yang dipilih.