Нестаціонарний в’язкопружний МГД потік Walters-B рідини через вертикальну пористу пластину з хімічними реакціями
Анотація
У роботі досліджується перехідний магнітогідродинамічний (МГД) потік в’язкопружної рідини Walter's-B над вертикальною пористою пластиною в пористому середовищі, що включає вплив радіації та хімічних процесів. Нелінійні керуючі рівняння для потоку розв’язуються за допомогою методу замкнутого циклу, що дає детальні чисельні рішення для профілів швидкості, температури та концентрації. Результати показують, що швидкість зменшується зі збільшенням проникності (K), числа Шмідта (Sc), параметра випромінювання (R) і напруженості магнітного поля (M), тоді як вона збільшується зі збільшенням числа Прандтля (Pr), проникності (K) і часу (t). Температура знижується зі збільшенням радіації, але підвищується зі збільшенням числа Прандтля та часу. Подібним чином концентрація зменшується з підвищенням проникності та числа Шмідта, але збільшується з часом. Примітно, що збільшення параметра броунівського руху посилює передачу тепла та імпульсу, що призводить до більш товстих швидкісних і теплових прикордонних шарів. Це дослідження має практичне застосування в різних галузях, включаючи оксигенатори крові, хімічні реактори та промисловість переробки полімерів. Новизна дослідження полягає в комплексній інтеграції випромінювання, хімічних процесів і ефектів МГД в аналізі потоків в’язкопружної рідини – теми, яка залишається недостатньо вивченою в літературі. Майбутні дослідження можуть бути зосереджені на оптимізації МГД-в’язкопружних систем Walter's-B потоку, зокрема шляхом вивчення впливу напруженості магнітного поля та в’язкопружних параметрів на поведінку потоку.
Завантаження
Посилання
B.C. Sakiadis, “Boundary layer behavior on continuous solid surfaces: I. boundary layer equations for two dimensional and axisymmetric flow,” AICHE, 7, 26-28 (1961). https://doi.org/10.1002/aic.690070108
B.C. Sakiadis, “Boundary layer behavior on continuous solid surfaces: II. Boundary layer on a continuous flat surface,” AICHE, 7, 221-225 (1961). https://doi.org/10.1002/aic.690070211
L.J. Crane, “Flow past a stretching plate,” ZAMP, 21, 645-655 (1970). https://doi.org/10.1007/BF01587695
V.M. Soundalgekar, and P.D. Wavre, “Unsteady free convection flow past an infinite vertical plate with constant suction and mass transfer,” Int. J. Heat Mass Transf. 20, 1363-1373 (1977). https://doi.org/10.1016/0017-9310(77)90033-3
K.V. Reddy, G.V.R. Reddy, A. Sandhya, and Y.H. Krishna, “Numerical solution of MHD, Soret, Dufour, and thermal radiation contributions on unsteady free convection motion of Casson liquid past a semi‐infinite vertical porous plate,” Heat Transfer, 51(3), 2837-2858 (2022). https://doi.org/10.1002/htj.22452
V. Seethamahalakshmi, R. Leelavathi, T.S. Rao, P.N. Santoshi, G.V.R. Reddy, and A.S. Oke, “MHD slip flow of upper-convected Casson and Maxwell nanofluid over a porous stretched sheet: impacts of heat and mass transfer,” CFD Letters, 16(3), 96-111 (2024). https://doi.org/10.37934/cfdl.16.3.96111
P.S. Hiremath, and P.M. Patil, “Free convection effects on oscillatory flow of couple stress field through a porous medium,” Acta Mech. 98, 143-158 (1993). https://doi.org/10.1007/BF01174299
A. Subhashini, N.R. Bhaskara, C.V.R. Kumari, “Mass transfer effects on the flow past a vertical porous plate,” J. Energy Heat Mass Transf. 993(15), 221-226 (1993).
K.V. Reddy, V.R. Reddy, G., and A.J. Chamkha, “Effects of Viscous Dissipation and Thermal Radiation on an Electrically Conducting Casson-Carreau Nanofluids Flow with Cattaneo-Christov Heat Flux Model,” Journal of Nanofluids, 11(2), 214-226 (2022). https://doi.org/10.1166/jon.2022.1836
C.A. Nandhini, S. Jothimani, and A.J. Chamkha, “Effect of chemical reaction and radiation absorption on MHD Casson fluid over an exponentially stretching sheet with slip conditions: ethanol as solvent,” European Physical Journal Plus, 138(1), (2023). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-023-03660-8
D.A. Nield, and A. Bejan, Convection in Porous Media, 2nd ed. (Springer-Verlag, Berlin 1998). https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3033-3
M. Sajid, and T. Hayat, “Influence of thermal radiation on the boundary layer flow due to an exponentially stretching sheet,” Int. Comm. Heat Mass Transf. 35, 347-356 (2008). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2007.08.006
G.C. Dash, P.K. Rath, and A.K. Patra, “Unsteady free convective MHD flow through porous media in a rotating system with fluctuating temperature and concentration,” Modell. Controll. B, 78(3), 1-16 (2009).
I. Khan, R. Ali, M.A. Shakir, A.S. Al-Johani, A.A. Pasha, and K. Irshad, “Natural convection simulation of Prabhakar-like fractional Maxwell fluid flowing on inclined plane with generalized thermal flux,”" Case Studies in Thermal Engineering, 35, 102042 (2022). https://doi.org/10.1016/j.csite.2022.102042
O.A. Be'g O, A.Y. Bakier, and V.R. Prasad, “Numerical study of free convection magnetohydrodynamic heat and mass transfer from a stretching surface to a saturated porous medium with Soret and Dufour effects,” Comput. Mater. Sci. 46, 57-65 (2009). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2009.02.004
K.V. Reddy, G.V.R. Reddy, A. Akgül, R. Jarrar, H. Shanak, and J. Asad, “Numerical solution of MHD Casson fluid flow with variable properties across an inclined porous stretching sheet,” AIMS Mathematics, 7(12), 20524-20542 (2022). https://doi.org/10.3934/math.20221124
K.V. Reddy, G.V.R. Reddy, and Y.H. Krishna, “Effects of Cattaneo–Christov heat flux analysis on heat and mass transport of Casson nano liquid past an accelerating penetrable plate with thermal radiation and Soret–Dufour mechanism,” Heat Transfer, 50(4), 3458-3479 (2021). https://doi.org/10.1002/htj.22036
M.M. Rashidi, E. Momoniat, and B. Rostami, “Analytic approximate solution for MHD boundary layer viscoelastic fluid flow over continuously moving stretching surface by HAM with two auxiliary parameters,” J. Appl. Math. (2012). https://doi.org/10.1155/2012/780415
R. Sivaraj, and B.R. Kumar, “Unsteady MHD dusty viscoelastic fluid Couette flow in an irregular channel with varying mass diffusion,” Int. J. Heat Mass Transf. 55, 3076-3089 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.01.049
T. Poornima, and B.N. Reddy, “Radiation effects on MHD free convective boundary layer flow of nanofluids over a nonlinear stretching sheet,” Adv. Appl. Sci. Res. Pelagia Res. 4(201), 190-202 (2013).
S.R. Mishra, G.C. Dash, and M. Acharya, “Free convective flow of viscoelastic fluid in a vertical channel with DuFour effect,” World Appl. Sci. J. 28(9), 1275-1280 (2013).
J. Prakash, B.R. Kumar, and R. Sivaraj, “Radiation and Dufour effects on unsteady MHD mixed convective flow in an accelerated vertical wavy plate with varying temperature and mass diffusion,” Walailak J. Sci. Technol. 11, 939-954 (2013). https://www.thaiscience.info/Journals/Article/WJST/10958529.pdf
M.H. Abolbashari, N. Freidoonimehr, F. Nazari, and M.M. Rashidi, “Entropy analysis for an unsteady MHD flow past a stretching permeable surface in nanofluid,” Powder Technol. 267, 256-267 (2014). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.07.028
K.V. Reddy, and G.V.R. Reddy. “Outlining the impact of melting on mhd casson fluid flow past a stretching sheet in a porous medium with radiation,” Biointerface Research in Applied Chemistry, 13, 1-14 (2022). https://doi.org/10.33263/BRIAC131.042
A.J. Benazir, R. Sivraj, and O.D. Makind, “Unsteady MHD Casson fluid flow over a vertical cone and flat plate with non-uniform heat source/sink,” Int. J. Eng. Res. Africa, 21, 69-83(2015). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JERA.21.69
K.V. Reddy, and G.V.R. Reddy, “Outlining the Impact of Melting on MHD Casson Fluid Flow Past a Stretching Sheet in a Porous Medium with Radiation,” Biointerface Research in Applied Chemistry, 13, 1-14 (2022). https://doi.org/10.33263/BRIAC131.042
B.O. Falodun, O. Ramakrishna, A.S. Ismail, T.M. Oladipupo, O.T. Idiat, A.I. Oyeyemi, and G.V.R. Reddy, “Soret-Dufour mechanisms and thermal radiation effects on magnetized SWCNT/MWCNT nanofluid in a convective transport and solutal stratification analysis,” Ain Shams Engineering Journal, 15(10), 102853 (2024). https://doi.org/10.1016/j.asej.2024.102853
A.S. Oke, B.A. Juma, and G.V.R. Reddy, “Heat and mass transfer in MHD flow of SWCNT and graphene nanoparticles suspension in Casson fluid,” ZAMM‐Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 104(12), e202300106 (2024). https://doi.org/10.1002/zamm.202300106
V.R. Karnati, S. Akuri, O. Ramakrishna, M. Gayatri, S.R. Tagallamudi, and V.R.R. Gurrampati, “Unsteady MHD Walter’s B Viscoelastic Flow Past a Vertical Porous Plate,” CFD Letters, 16(12), 85-96 (2024). https://doi.org/10.37934/cfdl.16.12.8596
H.K. Yaragani, A. Anumolu, B. Pathuri, and G.V.R. Reddy, “Heat and Mass Transfer Effects on MHD Mixed Convective Flow of a Vertical Porous Surface in the Presence of Ohmic Heating and Viscous Dissipation,” CFD Letters, 16(12), 72-84 (2024). https://doi.org/10.37934/cfdl.16.12.7284
T.S. Rao, M.M. Babu, R.R. Bojja, and V.R.R. Gurrampati, “Thermal radiation effects on mhd casson and maxwell nanofluids over a porous stretching surface,” Passer Journal of Basic and Applied Sciences, 6(1), 171-178 (2024). https://doi.org/10.24271/psr.2024.416203.1389
M.P. Devi, and S. Srinivas, “Two layered immiscible flow of viscoelastic liquid in a vertical porous channel with Hall current, thermal radiation and chemical reaction,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 142, 106612 (2023). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2023.106612
F.I. Alao, A.I. Fagbade, and B.O. Falodun, “Effects of thermal radiation, Soret and Dufour on an unsteady heat and mass transfer flow of a chemically reacting fluid past a semi-infinite vertical plate with viscous dissipation,” Journal of the Nigerian Mathematical Society, 35, 142–158 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jnnms.2016.01.002
Y.D. Reddy, B.S. Goud, and M.A. Kumar, “Radiation and heat absorption effects on an unsteady MHD boundary layer flow along an accelerated infinite vertical plate with ramped plate temperature in the existence of slip condition,” Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 4, 100166 (2021). https://doi.org/10.1016/j.padiff.2021.100166
Авторське право (c) 2025 Карнаті Віра Редді, Г. Равіндранат Редді, К. Джхансі Рані, Айялаппагарі Шрінівасулу, Гудала Баладжі Пракаш
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
