Вплив тепломасопереносу на МГД циркуляцію рідини в поєднанні з вертикальною поверхнею при виникненні радіаційного термофорезу та реперкусії Дюфура
Анотація
Поточне дослідження моделює модель передачі маси та теплової енергії на МГД-потоці рідини за умов відхилення концентрації та температури на двовимірній в’язкій рідині вздовж вертикальної грані. Після оцінки граничного шару, математичного моделювання руху рідин, перенесення тепла та маси під дією випромінювання, термофорезу та реперкусії Дюфура генерується як набір диференціальних рівнянь у похідних. Було оцінено пружне всмоктування поверхні. Вбудований вирішувач bvp4c в MATLAB використовується для чисельного налагодження вищезгаданих моделей. За допомогою візуалізації та таблиць досліджується шкідливий вплив змінних на швидкість, температуру, а також градієнти концентрації в поєднанні з тертям шкіри, числом Нуссельта та числом Шервуда. Чудова узгодженість може бути продемонстрована при порівнянні між найсучаснішими висновками та тими, які раніше були доступні в літературі за конкретних обмежених обставин. Ефект Дюфура, випромінювання, термофорез і число Ґрасгофа – це всі фактори, які впливають на рух рідини та передачу тепла на межовому шарі бруду. Крім того, розраховуються зміни напруги зсуву, числа Нуссельта та коефіцієнта числа Шервуда. Отримані результати мають вирішальне значення для оптимізації різноманітних технологій і систем на основі рідини, що дозволяє розвивати низку галузей, включаючи енергоефективність, охолодження електроніки, медичне управління та багато іншого.
Завантаження
Посилання
M.B. Riaz, M. Asgir, A.A. Zafar, and S. Yao, “Combined effects of heat and mass transfer on MHD free convective flow of Maxwell fluid with variable temperature and concentration,” Mathematical Problems in Engineering, 2021, 1-36, (2021). https://doi.org/10.1155/2021/6641835
R.D. Ene, N. Pop, and R. Badarau, “Heat and Mass Transfer Analysis for the Viscous Fluid Flow: Dual Approximate Solutions,” Mathematics, 11(7), 16-48 (2023). https://doi.org/10.3390/math11071648
I.H. Qureshi, M. Nawaz, M.A. Abdel-Sattar, S. Aly, and M. Awais, “Numerical study of heat and mass transfer in MHD flow of nanofluid in a porous medium with Soret and Dufour effects,” Heat Transfer, 50(5), 4501-4515 (2021). https://doi.org/10.1002/htj.22085
E.O. Fatunmbi, and A. Adeniyan, “Heat and mass transfer in MHD micropolar fluid flow over a stretching sheet with velocity and thermal slip conditions,” Open Journal of Fluid Dynamics, 8, 195-215 (2018). https://doi.org/10.4236/ojfd.2018.82014
J.E. Salhi, K. Amghar, H. Bouali, and N. Salhi, “Combined heat and mass transfer of fluid flowing through horizontal channel by turbulent forced convection,” Modelling and Simulation in Engineering, 2020, 1-11 (2020). https://doi.org/10.1155/2020/1453893
B.G. Agaie, S. Isa, A.S.A. Mai’anguwa, and A.S. Magaji, “Heat and mass transfer of MHD for an unsteady viscous oscillatory flow,” Science World Journal, 16(2), 138-144 (2021). https://www.ajol.info/index.php/swj/article/view/212378/200285
G.P. Vanitha, U.S. Mahabaleshwar, M. Hatami, and X. Yang, “Heat and mass transfer of micropolar liquid flow due to porous stretching/shrinking surface with ternary nanoparticles,” Sci. Rep. 13(1), 3011 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-29469-0
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). https://doi.org/10.17654/0973576322052
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, 2019). pp. 553-564. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1951-8_50
R. Kandasamy, K.K.S. Prabhu, and R. Periasamy, “Effects of chemical reaction, heat and mass transfer along a wedge with heat source and concentration in the presence of suction or injection,” Int. J. Heat Mass Transfer, 48, 1388-1396 (2005). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.10.008
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). http://www.ceser.in/ceserp/index.php/ijamas/article/view/5384/5439
K.V.S. Raju, T.S. Reddy, M.C. Raju, P.V.S. Narayana, and S. Venkataramana, “MHD Convective flow through porous medium in a horizontal channel with insulated and impermeable bottom Walls in the presence of viscous dissipation and joule heating,” Ain Shams Engineering Journal, 5, 543 551 (2014). https://doi.org/10.1016/j.asej.2013.10.007
B.K. Kalita, R. Choudhury, and P. Dhar, “Elucidation of MHD Boundary Layer Flow past a plate with Viscous Dissipation,” International Journal of Engineering Research and Technology, 13, 3321-3327 (2020). https://dx.doi.org/10.37624/IJERT/13.11.2020.3321-3327
S. Das, R.N. Jana, and O.D. Makinde, “Magnetohydrodynamic mixed convective slip flow over an inclined porous plate with viscous dissipation and Joule heating,” Alexandria Engineering Journal, 54(2), 251-261 (2015). https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.03.003
B. Mahanthesh, B.J. Gireesha, R.S. Gorla, and O.D. Makinde, “Magnetohydrodynamic three-dimensional flow of nanofluids with slip and thermal radiation over a nonlinear stretching sheet: a numerical study,” Neural Computing and Applications, 30, 1557 1567 (2018). https://doi.org/10.1007/s00521-016-2742-5
Y.P. Lv, N. Shaheen, M. Ramzan, M. Mursaleen, K.S. Nisar, and M.Y. Malik, “Chemical reaction and thermal radiation impact on a nanofluid flow in a rotating channel with Hall current,” Scientific Reports, 11(1), 19-47 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-99214-y
A.M. Sedki, “Effect of thermal radiation and chemical reaction on MHD mixed convective heat and mass transfer in nanofluid flow due to nonlinear stretching surface,” Results in Materials, 16, 100334 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rinma.2022.100334
N.N.W. Khalili, A.A. Samson, A.S.A. Aziz, and Z.M. Ali, “Chemical reaction and radiation effects on MHD flow past an exponentially stretching sheet with heat sink,” Journal of Physics: Conference Series, 890(1), 12-25 (2017). https://doi.org/10.1088/1742-6596/890/1/012025
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, 5022-5040 (2023). https://doi.org/10.1002/htj.22915
S.A.G. A. Shah, A. Hassan, H. Karamti, A. Alhushaybari, S.M. Eldin, and A. M. Galal, “Effect of thermal radiation on convective heat transfer in MHD boundary layer Carreau fluid with chemical reaction,” Scientific Reports, 13(1), 4117 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31151-4
E. Seid, E. Haile, and T. Walelign, “Multiple slip, Soret and Dufour effects in fluid flow near a vertical stretching sheet in the presence of magnetic nanoparticles,” International Journal of Thermofluids, 13, 100136 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2022.100136
M. Hasanuzzaman, M.A.K. Azad, and M.M. Hossain, “Effects of Dufour and thermal diffusion on unsteady MHD free convection and mass transfer flow through an infinite vertical permeable sheet,” SN Applied Sciences, 3(12), 882 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04842-8
I. Filahi, M. Bourich, M. Hasnaoui, and A. Amahmid, “Analytical and numerical study of Soret and Dufour effects on thermosolutal convection in a horizontal Brinkman porous layer with a stress-free upper boundary,” Mathematical Problems in Engineering, 2020, 1-17 (2020). https://doi.org/10.1155/2020/4046570
N.A. Shah, S.J. Yook, and O. Tosin, “Analytic simulation of thermophoretic second grade fluid flow past a vertical surface with variable fluid characteristics and convective heating,” Scientific Reports, 12(1), 5445 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-09301-x
F. Mabood, M. D. Shamshuddin, and S. R. Mishra, “Characteristics of thermophoresis and Brownian motion on radiative reactive micropolar fluid flow towards continuously moving flat plate: HAM solution,” Mathematics and Computers in Simulation, 191, 187-202 (2022). https://doi.org/10.1016/j.matcom.2021.08.004
J.V. Tawade, C.N. Guled, S. Noeiaghdam, U. Fernandez-Gamiz, V. Govindan, and S. Balamuralitharan, “Effects of thermophoresis and Brownian motion for thermal and chemically reacting Casson nanofluid flow over a linearly stretching sheet,” Results in Engineering, 15, 100448 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100448
B.K. Jha, and H.N. Sani, “Role of thermophoresis on unsteady/steady mixed convective flow in a vertical channel having convective boundary conditions,” SN Applied Sciences, 4(4), 131 (2022). https://doi.org/10.1007/s42452-022-04971-8
H.P. Mondal, and D.S. Chatterjee, “Thermophoresis and Soret-Dufour on MHD mixed convection mass transfer over an inclined plate with non-uniform heat source/sink and chemical reaction,” Ain Shams Engineering Journal, 9, 2111-2121 (2018). https://doi.org/10.1016/j.asej.2016.10.015
P.S. Reddy, and J.C. Ali, “Soret and Dufour effects on MHD heat and mass transfer flow of micropolar fluid with thermophoresis,” Journal of Naval Architecture and Marine Engineering, 13(1), 39–50 (2016). https://doi.org/10.3329/jname.v13i1.23974
F. Hussain, A. Hussain, and S. Nadeem, “Thermophoresis and Brownian model of pseudo-plastic nanofluid flow over a vertical slender cylinder,” Mathematical Problems in Engineering, 2020, 1-10 (2020). https://doi.org/10.1155/2020/8428762
B. Deka, and R. Choudhury, “Impact of thermophoretic MHD Visco-elastic fluid flow past a wedge with heat source and chemical reaction,” in: Proceedings of IEMIS, vol. 1, edited by A. Abraham, P. Dutta, J. Mandal, A. Bhattacharya, and S. Dutta, (Springer, Singapore, 2018), pp. 541-552. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1951-8_49;
R. Choudhury, and P. Dhar, “Diffusion Thermo effects of visco-elastic fluid past a porous surface in presence of magnetic field and radiation,” International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 2(3), (2013). https://www.ijirset.com/upload/march/45_DIFFUSION%20THERMO.pdf
H. Upreti, A.K. Pandey, S.K. Rawat, and M. Kumar, “Modified Arrhenius and thermal radiation effects on three-dimensional magnetohydrodynamic flow of carbon nanotubes over bi-directional stretchable surface,” Journal of Nanofluids, 10(4), 538-551 (2021). https://doi.org/10.1166/jon.2021.1804
J.B. Young, “Thermophoresis of a spherical particle: reassessment, clarification, and new analysis,” Aerosol Science and Technology, 45(8), 927-948 (2011). https://doi.org/10.1080/02786826.2011.569777
Dey, B., Dukru, D., Das, T. K., & Nath, J. M. (2024). Modelling and Simulating the Heat Transference in Casson EMHD Fluid Motion Exacerbated by A Flat Plate with Radiant Heat and Ohmic Heating. East European Journal of Physics, (2), 172-180.
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-16
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
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
Shampine, Lawrence F., Jacek Kierzenka, and Mark W. Reichelt. "Solving boundary value problems for ordinary differential equations in MATLAB with bvp4c." Tutorial notes 2000 (2000): 1-27.
S. Ahmed, “Study of thermal radiation and ohmic heating for steady magnetohydrodynamics natural convection boundary layer flow in a saturated porous regime,” International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication, 2(9), 2796-2801 (2014). https://core.ac.uk/download/pdf/539907531.pdf
Авторське право (c) 2024 Ашик Хуссейн Мірза, Бамдеб Дей, Ріта Чоудхарі
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).
