Потiк рiдини в умовах подвiйного бiомагнiтного стресу в анiзотропному пористому каналi з розтягнутими стiнками
Анотація
У цiй роботi дослiджується динамiка потоку рiдини в умовах подвiйного бiомагнiтного стресу в анiзотропному пористому каналi, де стiнки каналу розтягуються. Це дослiдження вивчає поведiнку потоку пiд впливом зовнiшнього магнiтного поля, створюваного магнiтним диполем. Для спрощення рiвнянь задачi вводяться вiдповiднi безрозмiрнi параметри. Щоб отримати рiшення проблеми, використовується вiдповiдний чисельний пiдхiд, заснований на методi спектральної квазiлiнеаризацiї. У цiй роботi дослiджується вплив кiлькох важливих параметрiв, таких як коефiцiєнт анiзотропної проникностi, параметр парних напруг, анiзотропний кут, число Дарсi, параметр феромагнiтної взаємодiї, число Рейнольдса та число Прандтля. Результати вказують на те, що параметр феромагнiтної взаємодiї та параметр напруги з’єднання суттєво впливають на теплообмiн i потiк рiдини. Коефiцiєнт проникностi та кут також впливають на динамiку потоку. Крiм того, дослiджували коефiцiєнт поверхневого тертя та швидкiсть теплообмiну, змiнюючи параметри парних напруг та феромагнiтної взаємодiї. Отриманi данi демонструють, що iснування магнiтного диполя та анiзотропної проникностi значно впливає на течiю та тепловi властивостi феррорiдини, надаючи цiнну iнформацiю для оптимiзацiї теплопередачi та контролю потоку рiдини в рiзноманiтних iнженерних i медичних застосуваннях.
Завантаження
Посилання
L.J. Crane, “Flow past a stretching plate,” Z. Angew. Math. Phys. 21, 645-647 (1970). https://doi.org/10.1007/BF01587695
R.E. Rosensweig, Ferrohydrodynamics, (Cambridge University Press. Cambridge, (1985).
S. Odenbach, Magnetoviscous Effects in Ferrofluids, (Springer, Berlin, 2002).
N.H. Abu-Hamdeh, R.A.R. Bantan, F. Aalizadeh, and A. Alimoradi, “Controlled drug delivery using the magnetic nanoparticles in non-Newtonian blood vessels,” Alexandria Engineering Journal, 59, 4819–4828 (2020). https://doi.org/10.1016/j.aej.2020.07.010
M. Kole, and S. Khandekar, “Engineering applications of ferrofluids: A review,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 537, 168222 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168222
M.S. Pattanaik, V.B. Varma, S.K. Cheekati, V. Chaudhary, and R.V. Ramanujan, “Optimal ferrofluids for magnetic cooling devices,” Scientific Reports, 11(1), (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-03514-2
N. Kastor, B. Dandu, V. Bassari, G. Reardon, and Y. Visell, “Ferrofluid electromagnetic actuators for high-fidelity haptic feedback,” Sensors and Actuators a Physical, 355, 114252 (2023). https://doi.org/10.1016/j.sna.2023.114252
E.E. Tzirtzilakis, “A mathematical model for blood flow in magnetic field,” Physics of Fluids, 17(7), (2005). https://doi.org/10.1063/1.1978807
J.C. Misra, G.C. Shit, and H.J. Rath, “Flow and heat transfer of a MHD viscoelastic fluid in a channel with stretching walls: Some applications to haemodynamics,” Computers and Fluids, 37(1), 1–11 (2008). https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2006.09.005
Misra, J.C., and Shit, G.C., “Flow of a biomagnetic visco-elastic fluid in a channel with stretching walls,” J. Appl. Mech. 76(6), 061006 (2009). https://doi.org/10.1115/1.3130448.
J.C. Misra, B. Pal, and A.S. Gupta, “Hydromagnetic flow of a second-grade fluid in a channel—Some applications to physiological systems,” Math. Models Meth. Appl. Sci. 8, 1323-1342 (1998). https://doi.org/10.1142/S0218202598000627
V.K. Stokes, “Couple stress in fluids,” Phys. Fluids, 9, 1709-1715 (1966). https://doi.org/10.1063/1.1761925
K. Abbas, X. Wang, G. Rasool, T. Sun, G. Yin, and I. Razzaq, “Recent developments in the application of ferrofluids with an emphasis on thermal performance and energy harvesting,” J. Magn. Magn. Mater. 587, 171311 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.171311
R.K. Shah and S. Khandekar, “Exploring ferrofluids for heat transfer augmentation,” J. Magn. Magn. Mater. 475, 389-400 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.11.034
M. Nandeppanavar, K. Vajravelu, M. Abel, and M.N. Siddalingappa, “Second order slip flow and heat transfer over a stretching sheet with non-linear Navier boundary condition,” Int. J. Therm. Sci. 58, 143-150 (2012). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2012.02.019
K. Ramesh, “Influence of heat and mass transfer on peristaltic flow of a couple stress fluid through porous medium in the presence of inclined magnetic field in an inclined asymmetric channel,” J. Mol. Liq. 219, 256-271 (2016). https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.03.010
M. Reddy and R.M. Josyula, “Effect of magnetic field on couple stress fluid flow in a rectangular channel,” AIP Conf. Proc. 2246, 020057 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0014635
R. Mahesh, A.B. Vishalakshi, U. Mahabaleshwar, and F. Sofos, “Impact of an inclined magnetic field on couple stress fluid flow over a stretching surface with effect of Stefan blowing, radiation and chemical reaction,” J. Magn. Magn. Mater. 580, 170953 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170953
M. Naveed, M. Imran, and S. Gul, “Heat transfer analysis in hydromagnetic flow of couple stress fluid in presence of homogeneous and heterogeneous chemical reactions over a porous oscillatory stretchable sheet,” Adv. Mech. Eng. 15(2), 16878132231155823 (2023). https://doi.org/10.1177/16878132231155823
H.I. Andersson, K.H. Bech, and B.S. Dandapat, “Magnetohydrodynamic flow of a power-law fluid over a stretching sheet,” Int. J. Non-Linear Mech. 27, 929-936 (1992). https://doi.org/10.1016/0020-7462(92)90045-9
M.A.A. Mahmoud and M.A.E. Mahmoud, “Analytical solutions of hydromagnetic boundary layer flow of a non-Newtonian power-law fluid past a continuously moving surface,” Acta Mech. 181, 83-89 (2006). https://doi.org/10.1007/s00707-005-0268-5
M.Yang, and Y. Lin, “Flow and heat transfer of non-Newtonian power-law fluids over a stretching surface with variable thermal conductivity,” Multidiscip. Model. Mater. Struct. 15(4), 678-695 (2019). https://doi.org/10.1108/MMMS-08-2018-0147
S. Nadeem, R.U. Haq, and C. Lee, “MHD flow of a Casson fluid over an exponentially shrinking sheet,” Scientia Iranica, 19(6), 1550–1553 (2012). https://doi.org/10.1016/j.scient.2012.10.021
P.K. Yadav and N. Yadav, “A study on the flow of couple stress fluid in a porous curved channel,” Comput. Math. Appl. 152, 1-15 (2023). https://doi.org/10.1016/j.camwa.2023.10.004
M. Ishaq, S.U. Rehman, M.B. Riaz, and M. Zahid, “Hydrodynamical study of couple stress fluid flow in a linearly permeable rectangular channel subject to Darcy porous medium and no-slip boundary conditions,” Alexandria Engineering Journal, 91, 50–69 (2024). https://doi.org/10.1016/j.aej.2024.01.066
S. Das, R.R. Patra, and R.N. Jana, “The layout of Boussinesq couple-stress fluid flow over an exponentially stretching sheet with slip in porous space subject to a variable magnetic field,” Multidiscipline Modeling in Materials and Structures, 16(5), 1131–1154 (2020). https://doi.org/10.1108/MMMS-09-2019-0168
R.A. Alharbey, H. Mondal, and R. Behl, “Spectral Quasi-Linearization Method for Non-Darcy Porous Medium with Convective Boundary Condition,” Entropy, 21(9), 838 (2019). https://doi.org/10.3390/e21090838
H. Mondal and S. Bharti, “Spectral Quasi-linearization for MHD Nanofluid Stagnation Boundary Layer Flow due to a Stretching/Shrinking Surface,” J. Appl. Comput. Mech. 6(4), 1058-1068 (2020). https://doi.org/10.22055/jacm.2020.33097.2207
D. Srinivasacharya, and K.H. Bindu, “Entropy generation in a micropolar fluid flow through an inclined channel with slip and convective boundary conditions,” Energy, 91, 72–83 (2015). https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.08.014
K. Raj, B. Moskowitz, and R. Casciari, “Advances in ferrofluid technology,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 149(1–2), 174–180 (1995). https://doi.org/10.1016/0304-8853(95)00365-7
T. Karmakar, M. Reza, and G.P.R. Sekhar, “Forced convection in a fluid saturated anisotropic porous channel with isoflux boundaries,” Physics of Fluids, 31(11), (2019). https://doi.org/10.1063/1.5126892
T. Karmakar, M. Alam, M. Reza, and G.P.R. Sekhar, “Couette-Poiseuille flow in a fluid overlying an anisotropic porous layer,” Comput. Math. Appl. 151, 346-358 (2023). https://doi.org/10.1016/j.camwa.2023.10.006
N. Ghosh, T. Karmakar, and G.P. Raja Sekhar, “Application of conformal mapping to two-dimensional flows in an anisotropic aquifer,” Indian J. Pure Appl. Math. 53, 617–626 (2022). https://doi.org/10.1007/s13226-021-00153-1
T. Karmakar, and G.P. Raja Sekhar, “A note on flow reversal in a wavy channel filled with anisotropic porous material,” Proc. R. Soc. A, 473, 20170193 (2017). https://doi.org/10.1098/rspa.2017.0193
T. Karmakar, and G. P. Raja Sekhar, “Squeeze-film flow between a flat impermeable bearing and an anisotropic porous bed,” Phys. Fluids, 30, 042001 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5020135
T. Karmakar, and G.P. Raja Sekhar, “Effect of anisotropic permeability on fluid flow through composite porous channel,” J. Eng. Math. 100, 33-51 (2016). https://doi.org/10.1007/s10665-015-9831-9
S. Pramanik, and T. Karmakar, “Couette–Poiseuille flow of variable viscosity in a multilayered channel partially filled with a homogeneous anisotropic porous layer: Role of the glycocalyx in attenuating shear stress on endothelial cells,” Physics of Fluids, 36(3), (2024). https://doi.org/10.1063/5.0188683
D.A.S. Rees, L. Storesletten, and A. Postelnicu, “The onset of convection in an inclined anisotropic porous layer with oblique principal axes,” Transp. Porous Media, 62, 139–156 (2006). https://doi.org/10.1007/s11242-005-0618-8
M. Norouzi, and M.R. Shoghi, “A numerical study on miscible viscous fingering instability in anisotropic porous media,” Phys. Fluids, 26, 084102 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4891228
E.E. Tzirtzilakis, N.G. Kafoussias, and P.M. Hatzikonstantinou, “Biomagnetic fluid flow in a 3D rectangular duct,” Int. J. Numer. Methods Fluids, 44(12), 1279-1298 (2004). https://doi.org/10.1002/fld.618
Авторське право (c) 2024 П. Вiджая Срі, В. Крiшна Нарла, К. Суреш 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).
