Вплив стратифікації та джоулевого нагріву на МГД потік пилової в’язкопружної рідини крізь похилі канали у пористому середовищі за наявності молекулярної дифузії
Анотація
Проведено аналіз ламінарного МГД-конвекційного потоку запиленої в’язкопружної рідини другого порядку в пористому середовищі через похилий паралельний пластинчастий канал за наявності молекулярної дифузії. Пластини витримують при двох різних температурах, які з часом знижуються. Дослідження проводиться з урахуванням того, що в'язкість і щільність рідини є змінними в тій мірі, в якій це викликає розшарування і джоулевий ефект нагрівання в процесі потоку. Метою дослідження є вивчення того, як стратифікація та джоулеве нагрівання впливають на потік у зв’язку з фізичними величинами, а саме фактором стратифікації, числом Гартмана, коефіцієнтом в’язкопружності, параметром нагріву Джоуля, числом Прандтля, числом Еккерта, числом Шмідта та пористістю середовища. і т. д. Безвимірні керівні рівняння розв’язуються аналітично за допомогою методу регулярних збурень, а графіки будуються за допомогою мови програмування MATLAB. Оцінюються математичні вирази для швидкості рідини та частинок, температури рідини, концентрації рідини, поверхневого тертя для рідини та частинок, потоку рідини та частинок, числа Нуссельта, числа Шервуда на пластинах та їх характер варіацій для різних числових значень фізичних параметри показано графічно, обговорено та зроблено висновки.
Завантаження
Посилання
G. Chakraborty, and P.R. Sengupta, “MHD flow of two immiscible visco-elastic Rivlin-Ericksen fluids through a non-conducting rectangular channel in presence of transient pressure gradient,” Czechoslovak journal of physics, 42(5), 525-531 (1992). https://doi.org/10.1007/BF01605222
P.S. Datti, K.V. Prasad, M.S. Ab,”l, and A. Joshi, “MHD visco-elastic fluid flow over a non-isothermal stretching sheet,” International Journal of Engineering Science, 42(8-9), 935-946 (2004). https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2003.09.008
M. Khan, C. Fetecau, and T. Hayat, “MHD transient flows in a channel of rectangular cross-section with porous medium,” Physics letters A, 369(1-2), 44-54 (2007). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2007.04.076
S. Islam, and C. Zhou, “Certain inverse solutions of a second-grade magnetohydrodynamic aligned fluid flow in a porous medium,” Journal of Porous Media, 10(4), (2007). https://doi.org/10.1615/JPorMedia.v10.i4.60
B.R. Kumar, and R. Sivaraj, “Heat and mass transfer in MHD viscoelastic fluid flow over a vertical cone and flat plate with variable viscosity,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 56(1-2), 370-379 (2013). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.09.001
T. Akbar, Rab Nawaz, M. Kamran, and A. Rasheed, “Magnetohydrodynamic (MHD) flow analysis of second grade fluids in a porous medium with prescribed vorticity.” AIP Advances, 5(11), 117133 (2015). https://doi.org/10.1063/1.4936184
N. Sandeep, and C. Sulochana, “Dual solutions for unsteady mixed convection flow of MHD micropolar fluid over a stretching/shrinking sheet with non-uniform heat source/sink,” Engineering Science and Technology, an International Journal, 18(4), 738-745 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jestch.2015.05.006
V.K. Verma, and S.K. Singh, “Magnetohydrodynamic flow in a circular channel filled with a porous medium,” Journal of Porous Media, 18(9), 9 (2015). https://doi.org/10.1615/JPorMedia.v18.i9.80
Y.D. Reddy, R. Dodda, and L.A. Babu, “Effect of thermal radiation on MHD boundary layer flow of nanofluid and heat transfer over a non-linearly stretching sheet with transpiration,” Journal of Nanofluids, 5(6), 889-897 (2016). https://doi.org/10.1166/jon.2016.1284
D.W. Kiema, Study of steady and unsteady viscous incompressible MHD fluid flow, PhD diss. University of Eldoret, 2017. http://41.89.164.27:8080/xmlui/handle/123456789/1453
B. Ramadevi, V. Sugunamma, K. Anantha Kumar, and J.V. Ramana Reddy, “MHD flow of Carreau fluid over a variable thickness melting surface subject to Cattaneo-Christov heat flux,” Multidiscipline Modelling in Materials and Structures, 15(1), 2-25 (2018). https://doi.org/10.1515/jnet-2018-0069
S. Ul Haq, W. Zahir, Z.A. Khan, I. Khan, F. Ali, and S. Ahmed, “Unsteady MHD Flow of Maxwell Fluid through a Channel with Porous Medium,” Journal of Porous Media, 24(5), 77-98 (2021). https://doi.org/10.1615/JPorMedia.2021036508
R. Kodi, and R. Mohanaramana, “Hall, Soret, and rotational effects on unsteady MHD rotating flow of a second-grade fluid through a porous medium in the presence of chemical reaction and aligned magnetic field,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 137, 106287 (2022). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2022.106287
M. Veera Krishna, and K. Vajravelu, “Hall effects on the unsteady MHD flow of the Rivlin-Ericksen fluid past an infinite vertical porous plate,” Waves in Random and Complex Media, 1-24 (2022). https://doi.org/10.1080/17455030.2022.2084178
G. Kalpana, and S. Saleem, “Heat Transfer of Magnetohydrodynamic Stratified Dusty Fluid Flow through an Inclined Irregular Porous Channel,” Nanomaterials, 12(19), 3309 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12193309
R. Kodi, C. Ganteda, A. Dasore, M.L. Kumar, G. Laxmaiah, M.A. Hasan, S. Islam, and A. Razak, “Influence of MHD mixed convection flow for Maxwell nanofluid through a vertical cone with porous material in the existence of variable heat conductivity and diffusion,” Case Studies in Thermal Engineering, 44, 102875 (2023). https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.102875
R. Kodi, M. Obulesa, and K.V. Raju, “Radiation absorption on MHD free conduction flow through porous medium over an unbounded vertical plate with heat source,” International Journal of Ambient Energy, 44(1), 1712-1720 (2023). https://doi.org/10.1080/01430750.2023.2181869
J.K. Zhang, B.W. Li, and Y.Y. Chen, “The joule heating effects on natural convection of participating magnetohydrodynamics under different levels of thermal radiation in a cavity,” Journal of Heat Transfer, 137(5), 052502 (2015). https://doi.org/10.1115/1.4029681
S.M. Mousavi, B. Ehteshami, and A.A.R. Darzi, “Two-and-three-dimensional analysis of Joule and viscous heating effects on MHD nanofluid forced convection in microchannels,” Thermal Science and Engineering Progress, 25, 100983 (2021). https://doi.org/10.1016/j.tsep.2021.100983
M.A. Jamalabadi, and J.H. Park, “Thermal radiation, joule heating, and viscous dissipation effects on MHD forced convection flow with uniform surface temperature,” Open Journal of Fluid Dynamics, 4(2), 125-132 (2014). https://doi.org/10.4236/ojfd.2014.42011
M.M. Bhatti, and M.M. Rashidi, “Study of heat and mass transfer with Joule heating on magnetohydrodynamic (MHD) peristaltic blood flow under the influence of Hall effect,” Propulsion and Power Research, 6(3), 177-185 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jppr.2017.07.006
T. Hayat, S. Ali, M. Awais, and A. Alsaedi, “Joule Heating Effects in MHD Flow of Burgers' fluid,” Heat Transfer Research, 47(12), 1083-1092 (2016). https://doi.org/10.1615/HeatTransRes.2016008093
N.B. Khedher, Z. Ullah, M. Alturki, C.R. Mirza, and S.M. Eldin, “Effect of Joule heating and MHD on periodical analysis of current density and amplitude of heat transfer of electrically conducting fluid along thermally magnetized cylinder,” Ain Shams Engineering Journal, 15(2), 102374 (2024). https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102374
Y.S. Daniel, Z.A. Aziz, Z. Ismail, and F. Salah, “Thermal stratification effects on MHD radiative flow of nanofluid over nonlinear stretching sheet with variable thickness,” Journal of Computational Design and Engineering, 5(2), 232-242 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jcde.2017.09.001
W.N. Mutuku, and O.D. Makinde, “Double stratification effects on heat and mass transfer in unsteady MHD nanofluid flow over a flat surface,” Asia Pacific Journal on Computational Engineering, 4(2), 1-16 (2017). https://doi.org/10.1186/s40540-017-0021-2
N.S. Khashi’ie, N.M. Arifin, M.M. Rashidi, E.H. Hafidzuddin, and N. Wahi, “Magnetohydrodynamics (MHD) stagnation point flow past a shrinking/stretching surface with double stratification effect in a porous medium,” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 139, 3635-3648 (2020). https://doi.org/10.1007/s10973-019-08713-8
M. Waqas, Z. Asghar, and W.A. Khan, “Thermo-solutal Robin conditions significance in thermally radiative nanofluid under stratification and magnetohydrodynamics,” The European Physical Journal Special Topics, 230(5), 1307-1316 (2021). https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-021-00044-w
I. Khan, A. Hussain, M.Y. Malik, and S. Mukhtar, “On magnetohydrodynamics Prandtl fluid flow in the presence of stratification and heat generation,” Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 540, 123008 (2020). https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.123008
Авторське право (c) 2024 Салім Джабед Аль-Хайер, Шьяманта Чакраборті
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).
