Influence of Lorentz Force and Arrhenius Activation Energy on Radiative Bio-Convective Micropolar Nanofluid Flow with Melting Heat Transfer over a Stretching Surface
Анотація
Новизна цього дослідження полягає у вивченні впливу сили Лоренца, енергії активації Арреніуса та теплопровідності плавлення на поведінку мікрополярної рідини стаціонарного радіаційного біоконвективного потоку мікрополярної нанорідини до розтяжної поверхні. Використовуючи стандартний метод подібності, ми вивели рівняння подібності для відповідних величин імпульсу, кутового моменту, температури та концентрації. Інструмент MATLAB 'bvp4c' використовується для визначення розв'язків перетворених керівних рівнянь. Рівняння подібності у чотирьох вимірах (імпульс, кутовий момент, температура та концентрація) розв'язані чисельно. Ми дослідили поведінку полів мікрообертання, швидкості, концентрації та температури для різних параметрів. Результати показують, що щільність рухомості мікроорганізмів зменшується зі збільшенням числа Пекле та параметра різниці концентрацій мікроорганізмів. Щільність рухомості збільшується зі збільшенням числа Пекле в мікробних концентраціях. Тому нанорідини є придатними як рідини для теплопередачі завдяки їхньому ефекту охолодження поверхні. Застосована числова схема підтверджена шляхом порівняння з попередніми числовими значеннями.
Завантаження
Посилання
S. Mesnage, E.T. Couture, P. Gounon, M. Mock, and A. Fouet, “The capsule and S-layer: two independent and yet compatible macromolecular structures in Bacillus anthracis,” J. Bacteriol. 180, 52–58 (1998). https://doi.org/10.1128/jb.180.1.52-58.1998
D. Kaiser, “Bacterial motility: how do pili pull? Curr. Biol. 10, 777–780 (2000). https://doi.org/10.1016/S0960-9822(00)00764-8
A.L. Koch, “The sacculus contraction/expansion model for gliding motility.” J. Theor. Biol. 142, 95–112 (1990). https://doi.org/10.1016/S0022-5193(05)80015-3
I.R. Lapidus, and H.C. Berg, “Gliding motility of Cytophaga sp. strain U67,” J. Bacteriol. 151, 384–398 (1982). https://doi.org/10.1128/jb.151.1.384-398.1982
J.W. Costerton, R.G.E. Murray, and C.F. Rabino, “Observations on the motility and the structure of vitreoscilla,” Can. J. Microbiol. 7, 329–339 (1961). https://doi.org/10.1139/m61-040
L.N. Halfen, and R.W. Castenholz, “Gliding in the blue-green alga: a possible mechanism,” Nature, 225, 1163–1165 (1970). https://doi.org/10.1038/2251163a0
B.A. Humphrey, M.R. Dickson, and K.C. Marshall, “Physicochemical and in situ observations on the adhesion of gliding bacteria to surfaces,” Arch. Microbiol. 120, 231–238 (1979). https://doi.org/10.1007/BF00423070
E. Hoiczyk, “Gliding motility in cyanobacteria: observations and possible explanations,” Arch. Microbiol. 174, 11–17 (2000). https://doi.org/10.1007/s002030000187
K. Venkatadri, P. Rajarajeswari, O.A. Bég, V.R. Prasad, H.J. Leonard, and S. Kuharat, "Thermomagnetic Bioconvection Flow in a Semitrapezoidal Enclosure Filled with a Porous Medium Containing Oxytactic Micro-Organisms: Modeling Hybrid Magnetic Biofuel Cells," ASME. J. Heat Mass Transfer. 147(5): 051201 (2025). https://doi.org/10.1115/1.4067607
R.W. O’Brien, “The gliding motion of a bacterium, Flexibactor strain BH 3,” J. Aust. Math. Soc. (Ser B), 23(1), 2–16 (2009). https://doi.org/10.1017/S0334270000000035
S.T. Islam, and T. Mignot, “The mysterious nature of bacterial surface (gliding) motility: a focal adhesion-based mechanism in Myxococcus xanthus Semin,” Cell Dev. Biol. 46, 143–154 (2015). https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2015.10.033
B. Nan, and D.R. Zusman, “Novel mechanisms power bacterial gliding motility,” Mol. Microbiol. 101, 186–193 (2016). https://doi.org/10.1111/mmi.13389
A. Shafq, G. Rasool, C.M. Khalique, and S. Aslam, “Second grade bioconvectivenanofuid fow with buoyancy efect and chemical reaction,” Symmetry, 12(4), 621 (2020). https://doi.org/10.3390/sym12040621
E.M.A. Elbashbeshy, H.G. Asker, and B. Nagy, “The effects of heat generation absorption on boundary layer flow of a nanofluid containing gyrotactic microorganisms over an inclined stretching cylinder,” Ain. Shams. Eng. J. 13, 101690 (2022). https://doi.org/10.1016/j.asej.2022.101690
R. Pourrajab, and A. Noghrehabadi, “Bioconvection of nanofluid past stretching sheet in a porous medium in presence of gyrotactic microorganisms with newtonian heating,” in: MATEC Web of Conferences, 220, pp. 01004, (EDP Sciences, 2018).
R.R. Kairi, S. Shaw, S. Roy, and S. Raut, “Thermosolutal marangoni impact on bioconvection in suspension of gyrotactic microorganisms over an inclined stretching sheet,” J. Heat Transfer, 143(3), 031201 (2021). https://doi.org/10.1115/1.4048946
K. Li, L. Chen, F. Zhu, and Y. Huang, “Thermal and mechanical analyses of compliant thermoelectric coils for flexible and Bio-Integrated devices,” J. Appl. Mech. 88(2), 021011 (2021). https://doi.org/10.1115/1.4049070
M.V.S. Rao, K. Gangadhar, A.J. Chamkha, and P. Surekha, “Bioconvection in a convectional nanofluid flow containing gyrotactic microorganisms over an isothermal vertical cone embedded in a porous surface with chemical reactive species,” Arab J. Sci. Eng. 46, 2493–2503 (2021). https://doi.org/10.1007/s13369-020-05132-y
A.C. Eringen, “Theory of Thermo-Microfluids,” Journal of Mathematical Analysis and Applications, 38, 480-496 (1972). https://doi.org/10.1016/0022-247X(72)90106-0
G. Ahmadi, “Self-Similar Solution of Incompressible Micropolar Boundary Layer Flow over a Semi-Infinite Plate,” International Journal of Engineering Science, 14, 639-646 (1976). https://doi.org/10.1016/0020-7225(76)90006-9
T. Hayat, M. Mustafa, and S. Obaidat, “Soret and Dufour Effects on the Stagnation Point Flow of a Micropolar Fluid toward a Stretching Sheet,” Journal of Fluid Engineering, 133, 1-9 (2011). https://doi.org/10.1115/1.4003505
M.M. Rahman, “Convective Flows of Micropolar Fluids from Radiate Isothermal Porous Surface with Viscous Dissipation and Joule Heating,’ Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 14, 3018-3030 (2009). https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2008.11.010
G. Lukaszewicz, “Micropolar Fluids: Theory and Applications,” (Birkhauser, Boston, 1999). https://doi.org/10.1007/978-1-4612-0641-5
M. Epstein, and D.H. Cho, “Melting heat transfer in steady laminar flow over a fat plate,” J. Heat Transfer. 98, 3 (1976). https://doi.org/10.1115/1.3450595
A. Yacob, A. Ishak, and I. Pop, “Melting heat transfer in boundary layer stagnation-point flow towards a stretching/shrinking sheet in a micropolar fluid,” Comput. Fluids, 47, 16–21 (2011). https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2011.01.040
T. Hayat, M. Farooq, A. Alsaedi, and Z. Iqbal, “Melting heat transfer in the stagnation point flow of powell-eyring fluid,” J. Thermo Phys. Heat Transfer. 27(4), 761–766 (2013). https://doi.org/10.2514/1.T4059
W. A. Khan, M. Khan, M. Irfan, and A.S. Alshomrani, “Impact of melting heat transfer and nonlinear radiative heat flux mechanisms for the generalized Burgers fluids,” Results Phys. 7, 4025–4032 (2017). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.10.004
B. Gireesha, B.M. Shankaralingappa, B.C. Prasannakumara, and B. Nagaraja, “MHD flow and melting heat transfer of dusty Casson fluid over a stretching sheet with Cattaneo Christov heat flux model,” Int. J. Ambient Energy, 6, 1–22 (2020). https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1785938
Цитування
Computational analysis of graphene oxide nanofluid flow in an unsteady permeable channel for heat transfer applications with experimental validation
Alnahdi Abeer S., Sulaiman Muhammad & Gul Taza (2026) International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow
Crossref
Thermal and Entropic Analysis of Viscous Fluid Flow in a Porous Channel With Convective Heat Transfer and Magnetic Field Aspects
Kigodi Odeli J., Masasila Nyanga H., Faisal Muhammad, Badruddin Irfan Anjum, Zedan Ahmed Said Abdel Hafez & Chacha Chacha S. (2026) Heat Transfer
Crossref
Авторське право (c) 2025 Сайєд Фазуруддін, Срінівасулу Арігела, А. Шобха, В. Раджа Раджесварі, К. Венкатадрі
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).
