Вплив генерації тепла на 3D МГД потік кассонової рідини через пористу поверхню що розтягується/скорочуєься з умовою швидкісного ковзання
Анотація
Існує широкий спектр застосувань, пов’язаних з ядерною промисловістю, промисловим виробництвом, наукою та інженерною обробкою, у яких гідромагнітний рух прикордонного шару рідин Кассона відіграє життєво важливу роль. Рідина Casson є корисною рідиною в атомній промисловості для оптимізації конструкції та роботи ядерних реакторів. Дослідники досліджували передачу тепла в русі рідини з лінійною стратифікацією, яка є явищем, коли температура змінюється лінійно з висотою, впливаючи на різні галузі, такі як медичне обладнання, виробництво скловолокна, електронні пристрої, полімерні листи, виробництво паперу, ниток і медицина . Проте найбільше обговорення проблем теплообміну полягає в тому, щоб отримати чисельні рішення комплексної рідинної моделі Кассона з утворенням тепла, описаним BVP4 за допомогою методу зйомки. У цьому дослідженні нова гранична умова швидкісного ковзання застосована на поверхні розтягування або звуження. Ці умови ґрунтуються на раніше встановленій моделі Буонгіорно, що забезпечує більш практичний і реалістичний підхід порівняно з попереднім дослідженням. Незалежне від часу Gov. Eqs. змінено на набір пари нелінійних ODE за допомогою відповідних перетворень подібності. Рівняння оцінюються через R-K-F за допомогою програмного забезпечення MATLAB.
Завантаження
Посилання
N. Casson, in: Rheology of disperse systems in Flow Equation for Pigment Oil Suspensions of the Printing Ink Type. Rheology of Disperse Systems, edited by C.C. Mill, (Pergamon Press, London, UK, 1959). pp. 84-102.
P. Barnoon, and D. Toghraie, “Numerical investigation of laminar flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid within a porous medium,” Powder Technology, 325, 78-91 (2018). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.10.040
P.K. Kameswaran, S. Shaw, and P. Sibanda, “Dual solutions of Casson fluid flow over a stretching or shrinking sheet,” Sadhana, 39, 1573-1583 (2014). https://doi.org/10.1007/s12046-014-0289-7
U.S. Mahabaleshwar, G.P. Vanitha, and B.A. Souayeh, “Study of Casson Viscous Gas Flows and Heat Transfer Across a Linear Stretching/Shrinking Sheet by Considering Induced Slip, Mass Transpiration, Inclined Magnetic Force, and Radiation Effect,” BioNanoSci. 13, 1052–1063 (2023). https://doi.org/10.1007/s12668-023-01128-8
K.A. Duguma, O.D. Makinde, and L.G. Enyadene, “Stability Analysis of Dual Solutions of Convective Flow of Casson Nanofluid past a Shrinking/Stretching Slippery Sheet with Thermophoresis and Brownian Motion in Porous Media,” Journal of Mathematics, 2023, 1-25 (2023). https://doi.org/10.1155/2023/5954860
H. Himanshu, S.R. Mishra, A.K. Pandey, and Priya Bartwal, “Shape factor analysis in stagnation point flow of Casson nanofluid over a stretching/shrinking sheet using Cattaneo-Christov model,” Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, 1–17 (2023). https://doi.org/10.1080/10407790.2023.2265555
N. Vishnu Ganesh, Q.M. Al-Mdallal, R. Kalaivanan, and K. Reena, “Arrhenius kinetics driven nonlinear mixed convection flow of Casson liquid over a stretching surface in a Darcian porous medium,” Heliyon, 9(6), E16135 (2023). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e16135
B.S. Goud, Y.D. Reddy, and Adnan, “Numerical Investigation of the Dynamics of Magnetized Casson Fluid Flow over a Permeable Wedge Subject to Dissipation and Thermal Radiations,” Surface Review and Latter, 31, 2450054 (2024). https://doi.org/10.1142/S0218625X24500549
K.U. Rehman, A.A. Khan, M.Y. Malik, and O.D. Makinde, “Thermophysical aspects of stagnation point magnetonanofluid flow yields by an inclined stretching cylindrical surface: a non-Newtonian fluid model,” J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 39, 3669-3682 (2017). https://doi.org/10.1007/s40430-017-0860-3
S.A. Gaffar, V. Ramachandra Prasad, and B. Vijaya, Computational study of non‑Newtonian Eyring–Powell fluid from a vertical porous plate with biot number effects, J Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. (2017) 1-35. https://doi.org/10.1007/s40430-017-0761-5
M. Imtiaz, T. Hayat, and A. Alsaedi, “Mixed convection flow of Casson nanofluid over a stretching cylinder with convective boundary conditions,” Advanced Powder Tech. 27, 2245-2256 (2016). https://doi.org/10.1016/j.apt.2016.08.011
M. Ramzan, M. Bilal, and J.D. Chung, “Influence of homogeneous-heterogeneous reactions on MHD 3D Maxwell fluid flow with Cattaneo-Christov heat flux and convective boundary condition,” J. Mole. Liq. 230, 415-422 (2017). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2017.01.061
M.M. Bhatti, and M.M. Rashidi, “Effects of thermo-diffusion and thermal radiation on Williamson nanofluid over a porous shrinking/stretching sheet,” J. Mole. Liq. 221, 567-573 (2016). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.05.049
G.M. Moatimid, and M.A. Hassan, “Convection instability of non-Newtonian Walter’s nanofluid along a vertical layer,” J. Egyptian Math. Soc. 25, 220-229 (2017). https://doi.org/10.1016/j.joems.2016.09.001
A. Rauf, M.K. Siddiq, F.M. Abbasi, M.A. Meraj, M. Ashraf, and S.A. Shehzad, “Influence of convective conditions on three dimensional mixed convective hydromagnetic boundary layer flow of Casson nanofluid,” J. Magn. Magnet. Mater. 416, 200-207 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.04.092
M. Adel, M.M. Khader, and Hijaz Ahmad, “MHD nanofluid flow and heat transfer caused by a stretching sheet that is heated convectively: An approximate solution using ADM,” Case Studies in Thermal Engineering, 60, 104683 (2024). https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104683
P.R. Sekhar, S. Sreedhar, S.M. Ibrahim, P.V. Kumar, and B. Omprakash, “Numerical investigation of heat radiation on MHD viscoelastic nanofluid flow over a stretching sheet with heat source and slip conditions,” Int. J. Interact Des. Manuf. 18, 2991–3000 (2024). https://doi.org/10.1007/s12008-023-01407-4
F. Ali, A. Zaib, M. Faizan, S.S. Zafar, S. Alkarni, N. Ali Shah, and J.D. Chung, “Heat and mass exchanger analysis for Ree-Eyring hybrid nanofluid through a stretching sheet utilizing the Homotopy perturbation method,” Case Studies in Thermal Engineering, 54, 104014 (2024). https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104014
M.T. Akolade, S.A. Agunbiade, and T.L. Oyekunle, “Onset modules of heat source and generalized Fourier’s law on Carreau fluid flow over an inclined nonlinear stretching sheet,” International Journal of Modelling and Simulation, 44(1), (2024). https://doi.org/10.1080/02286203.2022.2151964
M. Saleem, M. Hussain, and I. Mustafa, “Significance of Darcy-Forchheimer law and magnetic field on the comparison of Williamson-Casson fluid subject to an exponential stretching sheet,” 37(27), 2350315 (2023). https://doi.org/10.1142/S0217979223503150
D. Srinivasacharya, and R.S. Kumar, “An Artificial Neural Network Solution for the Casson Fluid Flow Past a Radially Stretching Sheet with Magnetic and Radiation Effect,” Mathematical Models and Computer Simulations, 15, 944-955 (2023). https://doi.org/10.1134/S2070048223050101
Y. Ouyang, Md.F.Md. Basir, K. Naganthran, and I. Pop, “Dual solutions in Maxwell ternary nanofluid flow with viscous dissipation and velocity slip past a stretching/shrinking sheet,” Alexandria Engineering Journal, 105, 437-448 (2024). https://doi.org/10.1016/j.aej.2024.07.093
M.M. Biswal, K. Swain, G.C. Dash, and S. Mishra, “Study of chemically reactive and thermally radiative Casson nanofluid flow past a stretching sheet with a heat source,” 52(1), 333-353 (2023). https://doi.org/10.1002/htj.22697
A. Eid, M.M. Khader, and A.M. Megahed, “Vieta-Lucas Collocation Technique for Examination of the Flow of Casson Fluid over a Slippery Stretching Sheet Which Is Impacted by Thermal Slip, Ohmic Dissipation, and Variable Thermal Conductivity,” Journal of Mathematics, 2023, 8723343, (2023). https://doi.org/10.1155/2023/8723343
O.D. Makinde, Z.H. Khan, R. Ahmad, and W.A. Khan, “Numerical study of unsteady hydromagnetic radiating fluid flow past a slippery stretching sheet embedded in a porous medium,” Phys. Fluids, 30, 083601 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5046331
M.E. Rao, “The effects of thermal radiation and chemical reaction on MHD flow of a Casson fluid over and exponentially inclined stretching surface,” IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, 1000, 012158 (2018). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1000/1/012158
B. Mahanthesh, B.J. Gireesha, R.S.R. 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 Comput Appl. 30, 1557–1567 (2018). https://doi.org/10.1007/s00521-016-2742-5
N. Tarakaramu, N. Sivakumar, P.V.S. Narayana, and R. Sivajothi, “Viscous Dissipation and Joule Heating Effects on 3D Magnetohydrodynamics Flow of Williamson Nanofluid in a Porous Medium Over a Stretching Surface With Melting Condition,” ASME Open J. Engineering, 2022(1), 0110331 (2022). https://doi.org/10.1115/1.4055183
K.B. Lakshmi, V. Sugunamma, N. Tarakaramu, N. Sivakumar, and R. Sivajothi, “Cross-dispersion effect on magnetohydrodynamic dissipative Casson fluid flow via curved sheet,” Heat Transfer, 51(8), 7822-7842 (2022).. https://doi.org/10.1002/htj.22668
N. Tarakaramu, P.V.S. Narayana, R. Sivajothi, K.B. Lakshmi, D.H. Babu, and B. Venkateswarlu, “Three-dimensional non-Newtonian couple stress fluid flow over a permeable stretching surface with nonlinear thermal radiation and heat source effects,” Heat Transfer, 51(6), 5348-5367 (2022). https://doi.org/10.1002/htj.22550
M. Khan, H. Sardar, and Hashim, “Heat generation/absorption and thermal radiation impacts on three-dimensional flow of Carreau fluid with convective heat transfer,” Mole. Liq. 272, 474-480 (2018). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.08.088
T. Javed, and M.A. Siddiqui, “Mixed convection in micropolar nanofluid flow through entrapped triangular enclosures and linear stability analysis considering magnetic effects and heat generation/absorption,” Can. J. Phys. 97(3), 252-266 (2018). https://doi.org/10.1139/cjp-2017-0974
A.G. Madaki, R. Roslan, M.S. Rusiman, and C.S.K. Raju, “Analytical and numerical solutions of squeezing unsteady Cu and TiO2-nanofluid flow in the presence of thermal radiation and heat generation/absorption,” Alexandria Eng. J. 57(2), 1033-1040 (2017). https://doi.org/10.1016/j.aej.2017.02.011
S. Qayyum, T. Hayat, and A. Alsaedi, “Chemical reaction and heat generation/absorption aspects in MHD nonlinear convective flow of third grade nanofluid over a nonlinear stretching sheet with variable thickness,” Results Phys. 7, 2752–2761 (2017). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.07.043
P.S. Reddy, A.J. Chamkha, and A.A. Mudhaf, “MHD heat and mass transfer flow of a nanofluid over an inclined vertical porous plate with radiation and heat generation/absorption,” Advanced Powder Tech. 28, 1008-1017 (2017). https://doi.org/10.1016/j.apt.2017.01.005
Ch. Ram Reddy, O. Surender, Ch. Venkata Rao, and T. Pradeepa, “A domain decomposition method for Hall and ion-slip effect son mixed convection flow of a chemically reacting Newtonian fluid between parallel plates with heat generation/absorption,” Propulsion Power Res. 6(4), 296–306 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jppr.2017.11.001
K.U. Rehman, A.S. Alshomrani, and M.Y. Malik, “Carreau fluid flow in a thermally stratified medium with heat generation/absorption effects,” Case Studies Thermal Eng. 12, 16–25 (2018). https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.03.001
G. Sarojamma, K. Vajravelu, and K. Sreelakshmi, “A study on entropy generation on thin film flow over an unsteady stretching sheet under the influence of magnetic field, thermocapillarity, thermal radiation and internal heat generation/absorption,” Communications Numerical Analysis, 2017(2), 141-156 (2017). http://dx.doi.org/10.5899/2017/cna-00319
I.S. Oyelakin, S. Mondal, and P. Sibanda, “Unsteady Casson nanofluid flow over a stretching sheet with thermal radiation, convective and slip boundary conditions,” Alexandria Eng. J. 55, 1025-1035 (2015). https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.03.003
S. Nadeem, R.U. Haq, and N.S. Akbar, “MHD three-dimensional boundary layer flow of Casson nanofluid past a linearly stretching sheet with convective boundary condition,” IEEE Trans. Nanotech. 13(1), 109-115 (2014). https://doi.org/10.1109/TNANO.2013.2293735
S. Gupta, and K. Sharma, “Numerical simulation for magnetohydrodynamic three-dimensional flow of Casson nanofluid with convective boundary conditions and thermal radiation,” Eng. Comp. 34(8), 2698-2722 (2017).
K. Ahmad, and R. Nazar, “Magnetohydrodynamic three-dimensional flow and heat transfer over a stretching surface in a viscoelastic fluid,” J. Sci. Technol. 3(1), 1-14 (2011).
Авторське право (c) 2024 Б. Джагадіш Кумар, Найнару Таракараму
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).
