Вплив теплового випромінювання на МГД потік нанорідини Кассона через нелінійно розтягнутий лист з наявностю хімічної реакції
Анотація
Метою цього дослідження є вивчення впливу параметра Кассона та хімічної реакції на змінний радіаційний МГД потік нанофлюїду через лист, що розтягується. Завдяки використанню функцій подібності рівняння моделювання (PDE) руху рідини перетворюються на прості диференціальні рівняння. Інструмент MATLAB використовується для чисельного обчислення рівнянь. Графіки та описи надані для контурів швидкості, концентрації та температури, що показують вплив важливих обмежень потоку рідини. Аналізуються різні фактори, щоб отримати дані та пояснення чисел Прандтля, Льюїса, параметрів ковзання та хімічного розкладання. Поточні результати є хорошими та добре узгоджуються з наявними звітами. В'язкість флюїду та термічного граничного шару зменшується зі збільшенням Кассона, магнітного параметра та числа Прандтля. Поверхневе тертя збільшується при збільшенні всмоктування, розтягування, магнітного параметра та параметра Кассона, а також зменшується через збільшення швидкісного ковзання. Швидкість передачі тепла збільшується у міру збільшення теплового випромінювання та температури поверхні, одночасно зменшуючись у міру посилення хімічної реакції та теплового ковзання. Швидкість масообміну підвищується за рахунок посилення хімічної реакції, теплового ковзання, теплового випромінювання та зменшується за рахунок збільшення параметра температури поверхні.
Завантаження
Посилання
B.C. Sakiadis, “Boundary-layer behaviour on continuous solid surfaces: II. The boundary-layer on a continuous flat surface,” AICHE J. 7, (1961). https://doi.org/10.1002/aic.690070211
E.M.A. Elbashbeshy, and M.A.A Bazid, “Heat transfer over an unsteady stretching surface with internal heat generation,” Appl. Math. Comput. 138(2), (2003). https://doi.org/10.1016/S0096-3003(02)00106-6
L.J. Crane, “Flow past a stretching plate,” Journal of Applied Mathematics and Physics, 21, (1970). https://doi.org/10.1007/BF01587695
Z. Abbas, S. Rasool, and M. M. Rashidi, “Heat transfer analysis due to an unsteady stretching/shrinking cylinder with partial slip condition and suction,” Ain Shams. Eng. J. 6, (2015). https://doi.org/10.1016/j.asej.2015.01.004
A.V. Rosca, N.C. Rosca, and I. Pop, “Numerical simulation of the stagnation point flow past a permeable stretching/shrinking sheet with convective boundary condition and heat generation,” Internat. J. Numer. Methods Heat Fluid Flow, 26, (2016). http://dx.doi.org/10.1108/HFF-12-2014-0361
S.U. Choi, and J.A. Eastman, in: Enhancing Thermal Conductivity of Fluids with Nanoparticles, (Argonne National Lab., IL, United States, 1995), 12. (No. ANL/MSD/ CP-84938; CONF-951135-29).
K. Das, T. Chakraborty, and P. Kumar Kundu, “Slip effects on nanofluid flow over a nonlinear permeable stretching surface with chemical reaction,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 230(14), 2473 (2016). https://doi.org/10.1177/0954406215595654
T. Hayat, M.W. Ahmad, S.A. Khan, and A. Alsaedi, “Computational treatment of statistical declaration probable error for flow of nanomaterials with irreversibility,” Adv. Mech. Eng. 14, (2022). https://doi.org/10.1177/16878140211070
J. Wang, Y.P. Xu, R. Qahiti, M. Jafaryar, M.A. Alazwari, N.H. Abu-Hamdeh, and M.M. Selim, “Simulation of hybrid nanofluid flow within a microchannel heat sink considering porous media analyzing CPU stability,” J. Petrol. Sci. Eng. 208, 109734 (2022). http://dx.doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109734
W.A. Khan, and I. Pop, “Boundary-layer flow of a nanofluid past a stretching sheet,” International Journal of Heat and Mass Transfer, 53, 2477 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.01.032
M.M. Rahman, and I.A. Eltayeb, “Radiative heat transfer in a hydromagnetic nanofluid past a non-linear stretching surface with convective boundary condition,” Meccanica, 48, 601 (2013). https://doi.org/10.1007/s11012-012-9618-2
Md.T. Sk, K. Das, and P.K. Kundu, “Effect of magnetic field on slip flow of nanofluid induced by a non-linear permeable stretching surface,” Applied Thermal Engineering, 104, 758 (2016). http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.02.089
Mahantesh M. Nandeppanavar, M.C. Kemparaju, and S. Shakunthala, “MHD stagnation point slip flow due to a non-linearly moving surface with effect of non-uniform heat source,” Nonlinear Eng. 8, 270 (2019). http://dx.doi.org/10.1515/nleng-2017-0109
N. Vedavathi, G. Dharmaiah, K.S. Balamurugan, and J. Prakash, “Heat transfer on MHD nanofluid flow over a semi-infinite flat plate embedded in a porous medium with radiation absorption, heat source and diffusion thermo effect,” Frontiers in Heat and Mass Transfer, 9, 38 (2017). https://doi.org/10.5098/hmt.9.38
P. Biswas, S.M. Arifuzzaman, M. Rahman, and M.S. Khan, “Effects of periodic magnetic field on 2D transient optically dense gray nanofluid over a vertical plate: a computational EFDM study with SCA,” Journal of Nanofluids, 7(1), 82 (2018). https://doi.org/10.1166/jon.2018.1434
O.A. Beg, M.S. Khan, I. Karim, M.M. Alam, and M. Ferdows, “Explicit numerical study of unsteady hydromagnetic mixed convective nanofluid flow from an exponentially stretching sheet in porous media,” Appl. Nano. sci. 4, 943 (2014). http://dx.doi.org/10.1007/s13204-013-0275-0
Al-Mamun, S.M. Arifuzzaman, S. Reza-E-Rabbi, P. Biswas, and M.S. Khan, “Computational modelling on MHD radiative Sisko nanofluids flow through a nonlinearly stretching sheet,” International Journal of Heat and Technology, 37(1), 285 (2019). http://dx.doi.org/10.18280/ijht.370134
G. Dharmaiah, W. Sridhar, K.S. Balamurugan, and K.C. Kala, “Hall and ion slip impact on magneto-titanium alloy nano liquid with diffusion thermo and radiation absorption,” Int. J. Ambient Energy, 43, 3507 (2022). https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1831597
T.S.R.P. Roja, S.M. Ibrahim, M. Parvathi, G. Dharmaiah, and G. Lorenzini, “Magnetic field influence on Thermophoretic Micropolar fluid flow over an inclined permeable surface: a numerical study,” J. Appl. Comput. Mech. 10(2), 369 (2024). https://doi.org/10.22055/jacm.2024.44739.4265
N. Casson, “A flow equation for pigment-oil suspensions of the printing ink type,” Rheology of Disperse Systems, 84, (1959).
D.A. McDonald, Blood flow in arteries. 2nd ed. (Edward Arnold Ltd: Great Britain, 1974).
P. Nagarani, V.M. Job, P.V.S.N. Murthy, “The effect of peristalsis on dispersion in Casson fluid flow,” Ain Shams Engineering Journal, 15, (2024). https://doi.org/10.1016/j.asej.2024.102758
B.V. Awati, A. Goravar, N.M. Kumar, and G. Bognar, “Stability analysis of magnetohydrodynamic Casson fluid flow and heat transfer past an exponentially shrinking surface by spectral approach,” Case Studies in Thermal Engineering. 60, 104810 (2024). https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104810
N. Abbas, W. Shatanawi, and T.A.M. Shatnawi, “Thermodynamic properties of Casson-Sutterby-micropolar fluid flow over exponential stretching curved sheet with impact of MHD and heat generation,” Case Studies in Thermal Engineering, 55, (2024).
B.N. Reddy, and P. Maddileti, “Casson nanofluid and Joule parameter effects on variable radiative flow of MHD stretching sheet,” Partial Differential Equations in Applied Mathematics. 7, 100487 (2023). https://doi.org/10.1016/j.padiff.2022.100487
B.P. Reddy, P.M. Matao, and J.M. Sunzu, “A finite difference study of radiative mixed convection MHD heat propagating Casson fluid past an accelerating porous plate including viscous dissipation and Joule heating effects,” Heliyon, 10, e28591 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e28591
Y.D. Reddy, and B.S. Goud, “Comprehensive analysis of thermal radiation impact on an unsteady MHD nanofluid flow across an infinite vertical flat plate with ramped temperature with heat consumption,” 17, 100796 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100796
N.A. Zainal, R. Nazar, K. Naganthran, and I. Pop, “The Impact of Thermal Radiation on Maxwell Hybrid Nanofluids in the Stagnation Region,” Nanomaterials (Basel), 12(7), 1109 (2022). https://doi.org/10.3390/nano12071109
A.M.A. Alrashdi, “Mixed convection and thermal radiation effects on non-Newtonian nanofluid flow with peristalsis and Ohmic heating,” Front. Mater. 10, 1178518 (2023). https://doi.org/10.3389/fmats.2023.1178518
A.M. Rashad, M.A. Nafe, and D.A. Eisa, “Heat Generation and Thermal Radiation Impacts on Flow of Magnetic Eyring–Powell Hybrid Nanofluid in a Porous Medium,” Arab. J. Sci. Eng. 48, 939 (2023). https://doi.org/10.1007/s13369-022-07210-9
Y.P. Lv, N. Shaheen, M. Ramzan, et al., “Chemical reaction and thermal radiation impact on a nanofluid flow in a rotating channel with Hall current,” Sci. Rep. 11, 19747 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-99214-y
S. Arulmozhi, K. Sukkiramathi, S.S. Santra, R. Edwan, U. Fernandez-Gamiz, and S. Noeiaghdam, “Heat and mass transfer analysis of radiative and chemical reactive effects on MHD nanofluid over an infinite moving vertical plate,” Results in Engineering, 14, 100394 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100394
B.H. Athal, A. Sasikala, B.N. Reddy, V. Govindan, P. Maddileti, K. Saritha, B.S. Reddy, et al., “Combined impact of radiation and chemical reaction on MHD hyperbolic tangent nanofluid boundary layer flow past a stretching sheet,” Modern Physics Letters B, 38(16), 2341010 (2024). https://doi.org/10.1142/S0217984923410105
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 through porous medium,” Results in Materials, 16, 100334 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rinma.2022.100334
M. Eid, and O.D. Makinde, “Solar radiation effect on a magneto nanofluid flow in a porous medium with chemically reactive species,” Int. J. Chem. React. Eng. 16(9), 2017012 (2018). http://dx.doi.org/10.1515/ijcre-2017-0212
N.T.M. Eldabe, A.Y. Ghaly, M.A.A. Mohamed, and M.S.H. Mohamoud, “MHD boundary layer chemical reacting flow with heat transfer of Eyring -Powell nanofluid past a stretching sheet,” Microsyst. Technol. 24, 4945 (2018). https://doi.org/10.1007/s00542-018-3915-1
B.J. Gireesha, and N.G. Rudraswamy, “Chemical reaction on MHD flow and heat transfer of a nanofluid near the stagnation point over a permeable stretching surface with non-uniform heat source/sink,” International Journal of Engineering, Science and Technology, 6(5), 13 (2014). https://doi.org/10.4314/ijest.v6i5.2
A.Bhandari, “Radiation and Chemical Reaction Effects on Nanofluid Flow Over a Stretching Sheet,” Fluid Dynamics & Materials Processing, 15(5), 557 (2019). https://doi.org/10.32604/fdmp.2019.04108
W. Jamshed, V. Kumar, and V. Kumar, “Computational examination of Casson nanofluid due to a non‐ linear stretching sheet subjected to particle shape factor: Tiwari and Das model,” Numerical Methods for Partial Differential Equations 38(4), 848 (2022). https://doi.org/10.1002/num.22705
I. Ullah, K.S. Nisar, S. Shafie, I. Khan, M. Qasim, and A. Khan, “Unsteady free convection flow of Casson nanofluid over a nonlinear stretching sheet,” IEEE Access, 7, 93076 (2019). https://doi.org/10.1109/access.2019.2920243
Авторське право (c) 2025 П. Раджа Шекар, Г. Джитендер Редді, Н. Потанна
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).
