Моделювання та імітація впливу теплообміну на EMHD потік CASSON рідини, посилений плоскою пластиною з променевим та омічним нагрівом
Анотація
Поточне дослідження представляє результати чисельного дослідження впливу теплового випромінювання, омічного нагріву та електромагнітного гідродинамічного опору на потік рідини Кассона через плоску поверхню. Використовуючи відповідні параметри подібності, рівняння, які регулюють систему, перетворюються на нелінійні звичайні диференціальні рівняння. Алгоритм MATLAB Bvp4c використовується для чисельного обчислення нелінійних ODE. Для оптимізації промислової та екологічної обробки вкрай важливо вивчити потік рідин Кассона (включаючи бурові розчини, скам’янілі покриття, різні відкладення та специфічні мастильні нафтопродукти, поліетилен, що розчиняється, і ряд колоїдів) за наявності теплопередачі . Графіки та таблиці були використані для представлення обчислювальних результатів для різних діапазонів відчутних змінних, які визначають розподіл швидкості та температури. Швидкість рідини зменшується, коли магнітні параметри та параметри Кассона зростають, тоді як швидкість рідини збільшується зі зростанням локальних електричних параметрів. Це є прикладом складного зв’язку між електромагнітним випромінюванням і механікою рідини. Зростаюче число Еккерта, теплове випромінювання, питома теплоємність і число Біо підвищують профілі температури, тоді як зростання параметра Кассона та локальних електричних параметрів зменшує їх, демонструючи різні впливи на явища теплопередачі. Крім того, цей запит стосується коефіцієнта шкірного тертя та значень Нуссельта. Проте нові експериментальні дослідження виграють від цієї теоретичної роботи.
Завантаження
Посилання
M. Shuaib, M. Anas, H.U. Rehman, A. Khan, I. Khan, and S.M. Eldin, “Volumetric thermo-convective casson fluid flow over a nonlinear inclined extended surface,” Scientific Reports, 13(1), 6324 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33259-z
A.B. Vishalakshi, U.S. Mahabaleshwar, M.H. Ahmadi, and M. Sharifpur, “An MHD Casson fluid flow past a porous stretching sheet with threshold non-Fourier heat flux model,” Alexandria Engineering Journal, 69, 727-737 (2023). https://doi.org/10.1016/j.aej.2023.01.037
S. Abbas, Z.U. Nisa, M. Nazar, M. Amjad, H. Ali, & A.Z. Jan, “Application of heat and mass transfer to convective flow of casson fluids in a microchannel with Caputo–Fabrizio derivative approach,” Arabian Journal for Science and Engineering, 49, 1275–1286 (2024). https://doi.org/10.1007/s13369-023-08351-1
M.F. Endalew, and S. Sarkar, “Modeling and Analysis of Unsteady Casson Fluid Flow due to an Exponentially Accelerating Plate with Thermal and Solutal Convective Boundary Conditions,” Journal of Applied Mathematics, 2023, 3065357 (2023). https://doi.org/10.1155/2023/3065357
S. Jaffrullah, W. Sridhar, and G.R. Ganesh, “MHD Radiative Casson Fluid Flow through Forchheimer Permeable Medium with Joule Heating Influence,” CFD Letters, 15(8), 179-199 (2023). https://doi.org/10.37934/cfdl.15.8.179199
S.J. Reddy, P. Valsamy, and D.S. Reddy, “Numerical Solutions of Casson-Nano Fluid Flow Past an Isothermal Permeable Stretching Sheet: MHD, Thermal Radiation and Transpiration Effects,” Journal of Nanofluids, 12(6), 1503-1511 (2023). https://doi.org/10.1166/jon.2023.2034
M. Buren, Y. Jian, L. Chang, Q. Liu, and G. Zhao, “AC magnetohydrodynamic slip flow in microchannel with sinusoidal roughness,” Microsystem Technologies, 23, 3347-3359 (2017). https://doi.org/10.1007/s00542-016-3125-7
K. Tian, S. An, G. Zhao, and Z. Ding, “Two-Dimensional Electromagnetohydrodynamic (EMHD) Flows of Fractional Viscoelastic Fluids with Electrokinetic Effects,” Nanomaterials, 12(19), 3335 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12193335
A. Ali, H.S. Khan, S. Saleem, and M. Hussan, “EMHD nanofluid flow with radiation and variable heat flux effects along a slandering stretching sheet,” Nanomaterials, 12(21), 3872 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12213872
E.A. Algehyne, A.F. Alharbi, A. Saeed, A. Dawar, P. Kumam, and A.M. Galal, “Numerical analysis of the chemically reactive EMHD flow of a nanofluid past a bi-directional Riga plate influenced by velocity slips and convective boundary conditions,” Scientific Reports, 12(1), 15849 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-20256-x
I. Qamar, M.A. Farooq, M. Irfan, and A. Mushtaq, “Insight into the dynamics of electro-magneto-hydrodynamic fluid flow past a sheet using the Galerkin finite element method: Effects of variable magnetic and electric fields,” Frontiers in Physics, 10, 1002462 (2022). https://doi.org/10.3389/fphy.2022.1002462
M.P. Mkhatshwa, and M. Khumalo, “Irreversibility scrutinization on EMHD Darcy–Forchheimer slip flow of Carreau hybrid nanofluid through a stretchable surface in porous medium with temperature‐variant properties,” Heat Transfer, 52(1), 395-429 (2023). https://doi.org/10.1002/htj.22700
M. Irfan, M.A. Farooq, and T. Iqra, “A new computational technique design for EMHD nanofluid flow over a variable thickness surface with variable liquid characteristics,” Frontiers in Physics, 8, 66 (2020). https://doi.org/10.3389/fphy.2020.00066
S.M. Atif, M. Abbas, U. Rashid, and H. Emadifar, “Stagnation point flow of EMHD micropolar nanofluid with mixed convection and slip boundary,” Complexity, 2021, 3754922 (2021). https://doi.org/10.1155/2021/3754922
S. Khatun, M.M. Islam, M.T. Mollah, S. Poddar, and M.M. Alam, “EMHD radiating fluid flow along a vertical Riga plate with suction in a rotating system,” SN Applied Sciences, 3, 452 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04444-4
B. Dey, J.M. Nath, T.K. Das, and D. Kalita, “Simulation of transmission of heat on viscous fluid flow with varying temperatures over a flat plate,” JP Journal of Heat and Mass Transfer, 30, 1-18 (2022). http://dx.doi.org/10.17654/0973576322052
R. Khan, A. Ahmad, M. Afraz, and Y. Khan, “Flow and heat transfer analysis of polymeric fluid in the presence of nanoparticles and microorganisms,” Journal of Central South University, 30(4), 1246-1261 (2023). https://doi.org/10.1007/s11771-023-5300-1
K.S. Rambhad, V.P. Kalbande, M.A. Kumbhalkar, V.W. Khond, and R.A. Jibhakate, “Heat transfer and fluid flow analysis for turbulent flow in circular pipe with vortex generator,” SN Applied Sciences, 3(7), 709 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04664-8
P. Jayalakshmi, M. Obulesu, C.K. Ganteda, M.C. Raju, S.V. Varma, and G. Lorenzini, “Heat Transfer Analysis of Sisko Fluid Flow over a Stretching Sheet in a Conducting Field with Newtonian Heating and Constant Heat Flux,” Energies, 16(7), 3183 (2023). https://doi.org/10.3390/en16073183
H.P. Hu, “Theoretical Study of Convection Heat Transfer and Fluid Dynamics in Microchannels with Arrayed Microgrooves,” Mathematical Problems in Engineering, 2021, 3601509 (2021). https://doi.org/10.1155/2021/3601509
B. Dey, and R. Choudhury, “Slip Effects on Heat and Mass Transfer in MHD Visco-Elastic Fluid Flow Through a Porous Channel,” in: Emerging Technologies in Data Mining and Information Security: Proceedings of IEMIS 2018, Vol.1 (Springer, Singapore, 2018), pp. 553-564.
R. Choudhury, B. Dey, and B. Das, “Hydromagnetic oscillatory slip flow of a visco-elastic fluid through a porous channel,” Chemical Engineering, 71, 961-966 (2018). https://doi.org/10.3303/CET1871161
A.H. Mirza, B. Dey, and R. Choudhury, “The detrimental effect of thermal exposure and thermophoresis on MHD flow with combined mass and heat transmission employing permeability,” International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 29(1), 90-104 (2024). https://doi.org/10.59441/ijame/181556
B.S. Goud, and M.M. Nandeppanavar, “Ohmic heating and chemical reaction effect on MHD flow of micropolar fluid past a stretching surface,” Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 4, 100104 (2021). https://doi.org/10.1016/j.padiff.2021.100104
M.M. Hasan, M.A. Samad, and M.M. Hossain, “Effects of Hall Current and Ohmic Heating on Non-Newtonian Fluid Flow in a Channel due to Peristaltic Wave,” Applied Mathematics, 11(04), 292 (2020). https://doi.org/10.4236/am.2020.114022
D.J. Samuel, and I.A. Fayemi, “Impacts of variable viscosity and chemical reaction on Ohmic dissipative fluid flow in a porous medium over a stretching sheet with thermal radiation,” Heat Transfer, 52(7), 5022-5040 (2023). https://doi.org/10.1002/htj.22915
B.J. Gireesha, K.G. Kumar, M.R. Krishnamurthy, S. Manjunatha, and N.G. Rudraswamy, “Impact of ohmic heating on MHD mixed convection flow of Casson fluid by considering cross diffusion effect,” Nonlinear Engineering, 8(1), 380-388 (2019). https://doi.org/10.1515/nleng-2017-0144
A.S. Idowu, and U. Sani, “Thermal radiation and chemical reaction effects on unsteady magnetohydrodynamic third grade fluid flow between stationary and oscillating plates,” International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 24(2), 269-293 (2019). https://doi.org/10.2478/ijame-2019-0018
B. Dey, B. Kalita, and R. Choudhury, “Radiation and chemical reaction effects on unsteady viscoelastic fluid flow through porous medium,” Frontiers in Heat and Mass Transfer (FHMT), 18, 1-8 (2022). https://doi.org/10.5098/hmt.18.32
M. Prameela, D.V. Lakshmi, and J.R. Gurejala, “Influence of thermal radiation on mhd fluid flow over a sphere,” Biointerface Res. Appl. Chem. 5(12), 6978-6990 (2021). https://doi.org/10.33263/BRIAC125.69786990
M.A. Kumar, Y.D. Reddy, V.S. Rao, and B.S. Goud, “Thermal radiation impact on MHD heat transfer natural convective nano fluid flow over an impulsively started vertical plate,” Case studies in thermal engineering, 24, 100826 (2021). https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100826
R. Choudhury, and B. Dey, “Unsteady thermal radiation effects on MHD convective slip flow of visco-elastic fluid past a porous plate embedded in porous medium,” International Journal of Applied Mathematics and Statistics, 57(2), 215-226 (2018).
A. Paul, J.M. Nath, and T.K. Das, “Thermally stratified Cu–Al2O3/water hybrid nanofluid flow with the impact of an inclined magnetic field, viscous dissipation and heat source/sink across a vertically stretching cylinder,” ZAMM‐Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, 104(2), e202300084 (2023). https://doi.org/10.1002/zamm.202300084
A. Paul, J.M. Nath, and T.K. Das, “An investigation of the MHD Cu-Al2O3/H2O hybrid- nanofluid in a porous medium across a vertically stretching cylinder incorporating thermal stratification impact,” Journal of Thermal Engineering, 9(3), 799-810 (2023). https://doi.org/10.18186/thermal.1300847
B.K. Jha, B.Y. Isah, and I.J. Uwanta, “Combined effect of suction/injection on MHD free-convection flow in a vertical channel with thermal radiation,” Ain Shams Engineering Journal, 9(4), 1069-1088 (2018). https://doi.org/10.1016/j.asej.2016.06.001
Авторське право (c) 2024 Бамдеб Дей, Довін Дукру, Тусар Канті Дас, Джінту Мані Нат
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).
