Оптимізація генерації ентропії в потрійній гібридній нанорідині Рі-Ейрінга по пружній поверхні з не Фур’є тепловим потоком
Анотація
Значення потрійного гібридного потоку нанорідин Ree-Eyring полягає в його потенційному застосуванні в різних областях. Завдяки введенню трьох різних типів наночастинок в базову рідину за допомогою моделі Рі-Айрінга ця інноваційна рідина забезпечує покращену теплопровідність, ефективність теплопередачі та реологічні властивості. Ці характеристики особливо цінні в таких галузях, як охолодження електроніки, сонячні енергетичні системи та теплообмінники, де ефективне керування теплом має вирішальне значення. Крім того, унікальна реологічна поведінка нанофлюїдів Рі-Айрінга може забезпечити переваги в таких процесах, як свердління, змащення та доставка ліків. У граничних умовах Томпсона-Трояна це дослідження має на меті теоретично проаналізувати двовимірний радіаційний потік потрійної гібридної нанорідини Рі-Айрінга над кутовим листом з тепловим потоком Каттанео-Крістова та параметрами хімічної реакції вищого порядку. Щоб виразити їх як звичайні диференціальні рівняння (ОДУ), рівняння, керовані потоком, зазнають відповідних перетворень подібності. Наступна система вирішується за допомогою підходу bvp4c. Основний висновок цього дослідження полягає в тому, що параметр теплової релаксації зменшує ширину температурного профілю, а швидкість рідини мінімізується шляхом регулювання параметра ковзання. Профіль концентрації мінімізується параметром хімічної реакції, а параметр рідини Рі-Айрінга зростає з тим самим (швидкістю рідини). Крім того, ми виявили, що коефіцієнт шкірного тертя сильно негативно корелює з параметром рідини Рі-Айрінга, позитивно з параметром (термічної) релаксації та значно позитивно корелює з хімічною реакцією через число Нуссельта. Коли число Брінкмана збільшується, число Бежана падає. Крім того, підвищення параметра теплового випромінювання призводить до ескалації як генерації ентропії, так і числа Бежана. Ми помітили гідну згоду, коли перевіряли результати цього розслідування з попередніми наслідками.
Завантаження
Посилання
M. Sheikholeslami, and H.B. Rokni, “Simulation of nanofluid heat transfer in presence of magnetic field: a review,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 115, 1203-1233 (2017). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.08.108
R.B. Ganvir, P.V. Walke, and V.M. Kriplani, “Heat transfer characteristics in nanofluid—A review,” Renewable and sustainable energy reviews, 75, 451-460 (2017). https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.010
G. Revathi, G. Veeram, M.J. Babu, K.S.S. Babu, and A. Suneel Kumar, “Darcy–Forchheimer flow of power-law (Ostwald-de Waele type) nanofluid over an inclined plate with thermal radiation and activation energy: an irreversibility analysis,” International Journal of Ambient Energy, 44(1), 1980–1989 (2023). https://doi.org/10.1080/01430750.2023.2200434
G. Rasool, A. Shafiq, X. Wang, A.J. Chamkha, and A. Wakif, “Numerical treatment of MHD Al2O3–Cu/engine oil-based nanofluid flow in a Darcy–Forchheimer medium: application of radiative heat and mass transfer laws,” International Journal of Modern Physics B, 38(09), 2450129 (2024). https://doi.org/10.1142/S0217979224501297
S. Li, M. Faizan, F. Ali, G. Ramasekhar, T. Muhammad, H.A.E.W. Khalifa, and Z. Ahmad, “Modelling and analysis of heat transfer in MHD stagnation point flow of Maxwell nanofluid over a porous rotating disk,” Alexandria Engineering Journal, 91, 237-248 (2024). https://doi.org/10.1016/j.aej.2024.02.002
J.K. Madhukesh, S.O. Paramesh, G.D. Prasanna, B.C. Prasannakumara, M.I. Khan, S. Abdullaev, and G. Rasool, “Impact of magnetized nanoparticle aggregation over a Riga plate with thermal radiation in water‐Al2O3 based nanofluid flow,” ZAMM‐Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik, e202300270 (2024). https://doi.org/10.1002/zamm.202300270
M. Yasir, M. Khan, A.S. Alqahtani, and M.Y. Malik, “Heat generation/absorption effects in thermally radiative mixed convective flow of Zn−TiO2/H2O hybrid nanofluid,” Case Studies in Thermal Engineering, 45, 103000 (2023). https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.103000
Y.B. Kho, R. Jusoh, M.Z. Salleh, M.H. Ariff, and N. Zainuddin, “Magnetohydrodynamics flow of Ag-TiO2 hybrid nanofluid over a permeable wedge with thermal radiation and viscous dissipation,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 565, 170284 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.170284
M. Abbas, N. Khan, M.S. Hashmi, and J. Younis, “Numerically analysis of Marangoni convective flow of hybrid nanofluid over an infinite disk with thermophoresis particle deposition,” Scientific Reports, 13(1), 5036 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32011-x
S.A. Khan, M. Imran, H. Waqas, T. Muhammad, S. Yasmin, and A. Alhushaybari, “Numerical analysis of multiple slip effects on CuO/MgO/TiO2-water ternary hybrid nanofluid with thermal and exponential space-based heat source,” Tribology International, 197, 109778 (2024). https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.109778
A. Mishra, and G. Pathak, “A comparative analysis of MoS2-SiO2/H2O hybrid nanofluid and MoS2-SiO2-GO/H2O ternary hybrid nanofluid over an inclined cylinder with heat generation/absorption,” Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 85(16), 2724-2753 (2024). https://doi.org/10.1080/10407782.2023.2228483
Najafpour, K. Hosseinzadeh, J.R. Kermani, A.A. Ranjbar, and D.D. Ganji, “Numerical study on the impact of geometrical parameters and employing ternary hybrid nanofluid on the hydrothermal performance of mini-channel heat sink,” Journal of Molecular Liquids, 393, 123616 (2024). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.123616
U. Farooq, A. Bibi, J.N. Abbasi, A. Jan, and M. Hussain, “Nonsimilar mixed convection analysis of ternary hybrid nanofluid flow near stagnation point over vertical Riga plate,” Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, 20(2), 261-278 (2024). https://doi.org/10.1108/MMMS-09-2023-0301
M. Mahboobtosi, K. Hosseinzadeh, and D.D. Ganji, “Investigating the convective flow of ternary hybrid nanofluids and single nanofluids around a stretched cylinder: Parameter analysis and performance enhancement,” International Journal of Thermofluids, 23, 100752 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.100752
D. Mohanty, G. Mahanta, and S. Shaw, “Irreversibility and thermal performance of nonlinear radiative cross-ternary hybrid nanofluid flow about a stretching cylinder with industrial applications,” Powder Technology, 433, 119255 (2024). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2023.119255
T. Hayat, S.A. Khan, M.I. Khan, S. Momani, and A. Alsaedi, “Cattaneo-Christov (CC) heat flux model for nanomaterial stagnation point flow of Oldroyd-B fluid,” Computer methods and programs in biomedicine, 187, 105247 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2019.105247
S. Ahmad, S. Nadeem, N. Muhammad, and M.N. Khan, “Cattaneo–Christov heat flux model for stagnation point flow of micropolar nanofluid toward a nonlinear stretching surface with slip effects,” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 1 13, (2020). https://doi.org/10.1007/s10973-020-09504-2
W. Ibrahim, and G. Gadisa, “Finite element solution of nonlinear convective flow of Oldroyd-B fluid with Cattaneo-Christov heat flux model over nonlinear stretching sheet with heat generation or absorption,” Propulsion and Power Research, 9(3), 304 315 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jppr.2020.07.001
M.G. Reddy, M.S. Rani, K.G. Kumar, B.C. Prasannakumar, and H.J. Lokesh, “Hybrid dusty fluid flow through a Cattaneo–Christov heat flux model,” Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 551, 123975 (2020). https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.123975
B.J. Gireesha, B.M. Shankaralingappa, B.C. Prasannakumar, and B. Nagaraja, “MHD flow and melting heat transfer of dusty Casson fluid over a stretching sheet with Cattaneo–Christov heat flux model,” International Journal of Ambient Energy, 43(1), 2931-2939 (2020). https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1785938
A.R.A. Naqvi, A. Haider, D. Hussain, and S. Hussain, “Finite Element Study of MHD Impacts on the Rotating Flow of Casson Nanofluid with the Double Diffusion Cattaneo—Christov Heat Flux Model,” Mathematics, 8(9), 1555 (2020). https://doi.org/10.3390/math8091555
Tassaddiq, “Impact of Cattaneo-Christov heat flux model on MHD hybrid nano-micropolar fluid flow and heat transfer with viscous and joule dissipation effects,” Scientific Reports, 11(1), 1-14 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-77419-x
S. Jakeer, P.B. Reddy, A.M. Rashad, and H.A. Nabwey, “Impact of heated obstacle position on magneto-hybrid nanofluid flow in a lid-driven porous cavity with Cattaneo-Christov heat flux pattern,” Alexandria Engineering Journal, 60(1), 821-835 (2021). https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.10.011
Mahesh, S.V.K. Varma, C.S.K. Raju, M.J. Babu, I.L. Animasaun, and N.A. Shah, “Significance of Reynolds number, lower and upper rotating disks on the dynamics of water conveying graphene and silver nanoparticles between rotating disks,” Physica Scripta, 96(4), 045218 (2021). https://doi.org/10.1088/1402-4896/abe2d3
Ali, S. Hussain, Y. Nie, A.K. Hussein, and D. Habib, “Finite element investigation of Dufour and Soret impacts on MHD rotating flow of Oldroyd-B nanofluid over a stretching sheet with double diffusion Cattaneo Christov heat flux model,” Powder Technology, 377, 439-452 (2021). https://doi.org/10.1016/j.powtec.2020.09.008
H. Sharif, M.A. Khadimallah, M.N. Naeem, M. Hussain, S. Hussain, and A. Tounsi, “Flow of MHD Powell-Eyring nanofluid: Heat absorption and Cattaneo-Christov heat flux model,” Advances in nano research, 10(3), 221-234 (2021). https://doi.org/10.12989/anr.2021.10.3.221
S. Ahmad, S. Nadeem, and M.N. Khan, “Mixed convection hybridized micropolar nanofluid with triple stratification and Cattaneo–Christov heat flux model,” Physica Scripta, 96, 075205 (2021). https://doi.org/10.1088/1402-4896/abf615
A. Jafarimoghaddam, M. Turkyilmazoglu, and I. Pop, “Threshold for the generalized Non-Fourier heat flux model: Universal closed form analytic solution,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 123, 105204 (2021). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105204
Z. Hussain, A. Hussain, M.S. Anwar, and M. Farooq, “Analysis of Cattaneo–Christov heat flux in Jeffery fluid flow with heat source over a stretching cylinder,” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147, 3391-3402 (2021). https://doi.org/10.1007/s10973-021-10573-0
A. Bhattacharyya, G.S. Seth, et al., “Simulation of Cattaneo–Christov heat flux on the flow of single and multi-walled carbon nanotubes between two stretchable coaxial rotating disks,” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 139, 1655–1670 (2020). https://doi.org/10.1007/s10973-019-08644-4
S. Khattak, M. Ahmed, M.N. Abrar, S. Uddin, M. Sagheer, and M. Farooq Javeed, “Numerical simulation of Cattaneo–Christov heat flux model in a porous media past a stretching sheet,” Waves in Random and Complex Media, 1-20 (2022). https://doi.org/10.1080/17455030.2022.2030503
R.P. Gowda, R.N. Kumar, R. Kumar, and B.C. Prasannakumara “Three-dimensional coupled flow and heat transfer in non-Newtonian magnetic nanofluid: An application of Cattaneo-Christov heat flux model,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 567, 170329 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.170329
M.I.U. Rehman, H. Chen, A. Hamid, and K. Guedri, “Analysis of Cattaneo–Christov heat flux and thermal radiation on Darcy–Forchheimer flow of Reiner–Philippoff fluid,” International Journal of Modern Physics B, 38(03), 2450046 (2024). https://doi.org/10.1142/S0217979224500462
S.A. Khan, Y. Nie, and B. Ali, “Multiple slip effects on MHD unsteady viscoelastic nano-fluid flow over a permeable stretching sheet with radiation using the finite element method,” SN Applied Sciences, 2(66), (2020). https://doi.org/10.1007/s42452-019-1831-3
G. Rasool, T. Zhang, A.J. Chamkha, A. Shafiq, I. Tlili, and G. Shahzadi, “Entropy generation and consequences of binary chemical reaction on MHD Darcy–Forchheimer Williamson nanofluid flow over non-linearly stretching surface,” Entropy, 22(1), 18 (2020). https://doi.org/10.3390/e22010018
T. Abbas, S. Rehman, R.A. Shah, M. Idrees, and M. Qayyum, “Analysis of MHD Carreau fluid flow over a stretching permeable sheet with variable viscosity and thermal conductivity,” Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 551, 124225 (2020). https://doi.org/10.1016/j.physa.2020.124225
A.Yasmin, K. Ali, and M. Ashraf, “Study of heat and mass transfer in MHD flow of micropolar fluid over a curved stretching sheet,” Scientific reports, 10(1), 1-11 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-61439-8
S.S. Giri, K. Das, and P.K. Kundu, “Homogeneous–heterogeneous reaction mechanism on MHD carbon nanotube flow over a stretching cylinder with prescribed heat flux using differential transform method,” Journal of Computational Design and Engineeing, 7(3), 337-351 (2020). https://doi.org/10.1093/jcde/qwaa028
M. Gayatri, K.J. Reddy, and M.J. Babu, “Slip flow of Carreau fluid over a slendering stretching sheet with viscous dissipation and Joule heating,” SN Applied Sciences, 2(3), 1-11 (2020). https://doi.org/10.1007/s42452-020-2262-x
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
N.S. Elgazery, “CPSM Simulation of the Variable Properties’ Role in MHD Non-Newtonian Micropolar Nanofluid Flow Over a Stretching Porous Sheet (Flow Filtration),” Arab Journal for Science and Engineering, 46, 7661–7680 (2021). https://doi.org/10.1007/s13369-021-05489-8
P. Pavar, L. Harikrishna, and M.S. Reddy, “Heat transfer over a stretching porous surface on a steady MHD fluid flow,” International Journal of Ambient Energy, 43(1), 4398-4405 (2022). https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1848915
S.M. Abo-Dahab, M.A. Abdelhafez, F. Mebarek-Oudina et al., “MHD Casson nanofluid flow over nonlinearly heated porous medium in presence of extending surface effect with suction/injection,” Indian Journal Physics, 95, 2703–2717 (2021). https://doi.org/10.1007/s12648-020-01923-z
A.M. Megahed, M.G. Reddy, and W. Abbas, “Modeling of MHD fluid flow over an unsteady stretching sheet with thermal radiation, variable fluid properties and heat flux,” Mathematics and Computers in Simulation, 185, 583-593 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matcom.2021.01.011
Nagaraja, and B.J. Gireesha, “Exponential space-dependent heat generation impact on MHD convective flow of Casson fluid over a curved stretching sheet with chemical reaction,” Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 143, 4071–4079 (2021). https://doi.org/10.1007/s10973-020-09360-0
A.Hussain, and M.Y. Malik, “MHD nanofluid flow over stretching cylinder with convective boundary conditions and Nield conditions in the presence of gyrotactic swimming microorganism: A biomathematical model,” International Communications in Heat and Mass Transfer, 126, 105425 (2021). https://doi.org/10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105425
K.S.S. Babu, A. Parandhama, and R.B. Vijaya, “Non-linear MHD convective flow of Carreau nanofluid over an exponentially stretching surface with activation energy and viscous dissipation,” SN Applied Sciences, 3(3), 382 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04339-4
H.U. Rasheed, S. Islam, Z.W. Khan, J. Khan, and T. Abbas, “Numerical modeling of unsteady MHD flow of Casson fluid in a vertical surface with chemical reaction and Hall current”, Advances in Mechanical Engineering, 14(3), (2022). https://doi.org/10.1177/16878132221085429
K.S.S. Babu, A. Parandhama, and R.B. Vijaya, “Significance of heat source/sink on the radiative flow of Cross nanofluid across an exponentially stretching surface towards a stagnation point with chemical reaction,” Heat Transfer, 51(4), 2885-2904 (2022). https://doi.org/10.1002/htj.22428
B. Jalili, A.M. Ganji, A. Shateri, P. Jalili, and D.D. Ganji, “Thermal analysis of Non-Newtonian visco-inelastic fluid MHD flow between rotating disks,” Case Studies in Thermal Engineering, 49, 103333 (2023). https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.103333
G. Revathi, V.S. Sajja, M.J. Babu, K.S.S. Babu, A.S. Kumar, C.S.K. Raju, and S.J. Yook, “Multiple linear regression analysis on the flow of ternary hybrid nanofluid by a quadratically radiated stretching surface with and second order slip,” Waves in Random and Complex Media, 1-18 (2023). https://doi.org/10.1080/17455030.2023.2181645
K. Ahmed, T. Akbar, I. Ahmed, T. Muhammad, and M. Amjad, “Mixed convective MHD flow of Williamson fluid over a nonlinear stretching curved surface with variable thermal conductivity and activation energy,” Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 85(6), 942-957 (2024). https://doi.org/10.1080/10407782.2023.2194689
S. Ahmad, and S. Nadeem, “Flow analysis by Cattaneo–Christov heat flux in the presence of Thomson and Troian slip condition,” Applied Nanoscience, 10(12), 4673-4687 (2020). https://doi.org/10.1007/s13204-020-01267-4
K. Rafique, M.I. Anwar, M. Misiran, I. Khan, and E.S.M. Sherif, “The implicit Keller Box scheme for combined heat and mass transfer of Brinkman-type micropolar nanofluid with Brownian motion and thermophoretic effect over an inclined surface,” Applied Sciences, 10(1), 280 (2019). https://doi.org/10.3390/app10010280
S.P. Anjali Devi, and P. Suriyakumar, “Numerical investigation of mixed convective hydromagnetic nonlinear nanofluid flow past an inclined plate,” AIP Conference Proceedings, 1557(1), 281-285 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4823920
Авторське право (c) 2024 Гадамсетті Реваті, Д. Пурначандра Рао, С. Рамалінгесвара Рао, К.С. Шрініваса Бабу, Т.Р.К.Д. Вара Прасад, М. Джаячандра Бабу
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).
