Вплив природної конвекції та випромінювання на МГД-течію нанорідини в точці застою, що протікає повз розтягувану поверхню із швидкісним ковзанням і ньютонівським нагріванням
Анотація
Досліджується природний конвекційний потік в'язкої, нестисливої, електропровідної та випромінюючої тепло нанорідини в точці застою МГД повз розтягувану поверхню з ковзанням за швидкістю та ньютонівським нагріванням у присутності поперечного магнітного поля. Розв'язуються відповідні нелінійні диференціальні рівняння в частинних похідних за допомогою методу bvp4c Matlab. Для підтвердження надійності та точності результату, числові результати цього дослідження порівнюються з існуючою літературою, і було виявлено, що вони добре узгоджуються. Вплив різних параметрів на швидкість, температуру та концентрацію речовин обчислюється та представляється у вигляді графіків, тоді як вплив тертя поверхні, швидкість теплопередачі та швидкість масопередачі зведено в таблиці. В результаті посиленого накопичення або дифузії теплової енергії температура нанорідини збільшується внаслідок броунівського руху, термофоретичної дифузії, швидкісне ковзання, конвективного нагрівання, нелінійного теплового випромінювання та числа Прандтля. Швидкість теплопередачі збільшується внаслідок співвідношення температур, конвективного нагрівання та теплового числа Грасгофа завдяки збільшенню теплових градієнтів та теплопередачі, зумовленої плавучістю. Такі потоки нанорідин мають потенціал для використання в низці процесів теплопередачі, таких як пристрої відновлюваної енергії, включаючи МГД-генератори, тощо.
Завантаження
Посилання
M. Nandini, B.N. Hanumagowda, G. Saini, S.V.K. Varma, J.V. Tawade, N.V. Satpute, R. Ghodhbani, et al., “Non-linear thermal radiation impacts on MHD nanofluid flow in a rotating channel with Darcy-forccheimer model:An entropy analysis,” J. Rad. Res. Appl. Sci. 18(1), 101228 (2025). (2024). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2024.101228
Y. Ouyanga, Md. Faisal, Md. Basir, K. Naganthran, and I. Pop, “Numerical analysis of MHD ternary nanofluid flow past a permeable stretching/shrinking sheet with velocity slip,” Alexandria Engineering Journal, 116, 427-438 (2025). https://doi.org/10.1016/j.aej.2024.12.089
Md.M. Hasan, M.J. Uddin, and S.A. Faroughi, “Magnetohydrodynamic nanofluids flow and heat transfer with radiative heat flux and exothermic chemical reactions,” International Journal of Thermofluids, 26, 101114 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2025.101114
Shilpa, R. Mehta, and K. Senthilvadivu, “Artificial neural network analysis on heat and mass transfer in MHD Carreau ternary hybrid nanofluid flow across a vertical cylinder: A numerical computation,” International Journal of Thermofluids, 27, 101171 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2025.101171
Z.H. Khan, O.D. Makinde, M. Usman, A. Rashid, and W.A. Khan, Fractional order analysis of radiating couple stress MHD nanofluid flow in a permeable wall channel. Journal of Taibah University for Science, 19(1), 2485396 (2025). https://doi.org/10.1080/16583655.2025.2485396
H. Vaidya, M. Bakouri, D. Tripathi, I. Khan, A.M. Alqahtani, K.V. Prasad, and R. Choudhari, “Significance of thermal radiation on peristaltic flow of Phan-Thien-Tanner MHD nanofluid containing gold nanoparticles with applications in cancer medications,” Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 18(1), 101212 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2024.101212
E.O. Fatunmbi, A.M. Obalalu, S.O. Salawu, U. Khand, N. Abdullah, S, Elattar, and R. Ghodhbani, Refka, “Aspects of heat transfer hybridized micropolar water-based iron oxide and silver nanoparticles across a stretching bidirectional sheet with thermal radiation,” Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 18, 101220 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2024.101220
S. Saranya, P. Ragupathi, and Q.M. Al-Mdallal, “Impact of micropolar effects on nanofluid flow between two disks,” International Journal of Thermo-fluids, 26, 101050 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.101050
M.A. Iqbal, N. Khan, A.H. Alzahrani, and Y. Khan, “Thermophoretic particle deposition in bioconvection flow of nanofluid with microorganisms and heat source: Applications of nanoparticle and thermal radiation,” Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 18, 101305 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2025.101305
M.S. Alqurashi, F.S. Bayones, S.M. Abo-Dahab, A.M. Abd-Alla, and M.S. Soliman, “Mixed convection effect on MHD Oldroyd-B nanofluid flow over a stretching sheet through a porous medium with viscous dissipation-chemical engineering applications,” Alexandria Engineering Journal, 125, 507-525 (2025). https://doi.org/10.1016/j.aej.2025.04.056
M.D. Afifi, A. Jahangiri, and M. Ameri, “Numerical and analytical investigation of Jeffrey nanofluid convective flow in magnetic field by FEM and AGM,” International Journal of Thermofluids, 25, 100999 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.100999
U.K. Suma, M.M. Billah, A.R. Khan, and K.E. Hoque, “Magnetohydrodynamic mixed convective heat transfer augmentation in a rectangular lid-driven enclosure with a circular hollow cylinder utilizing nanofluids,” International Journal of Thermofluids, 25, 101014 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.101014
Md. Irfan, T. Muhammad, M. Rashid, M.S. Anwar, S.S. Abas, and P.V.S. Narayana, “Numerical study of nonlinear thermal radiation and Joule heating on MHD bioconvection Carreau nanofluid with gyrotactic microorganisms,” Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 18, 101254 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2024.101254
U.K. Suma, M.M Billah, and A.R. Khan, “Optimization and sensitivity analysis of unsteady MHD mixed convective heat transfer in a lid-driven cavity containing a double-pipe circular cylinder using nanofluids,” International Journal of Thermofluids, 27, 101197 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2025.101197
P. Deepalakshmi, G. Shankar, E.P. Siva, D. Tripathi, and A.O. Beg, “MHD analysis of couple stress nanofluid through a tapered non-uniform channel with porous media and slip-convective boundary effects,” International Journal of Thermofluids, 27, 101208 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2025.101208
U. Habiba, M.N. Hudha, B. Neogi, S. Islam, and M.M. Rahman, “Numerical exploration on n-decane nanofluid based MHD mixed convection in a lid driven cavity: impact of magnetic field and thermal radiation,” International Journal of Thermofluids, 27, 101209 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2025.101209
B.K. Mahatha, R. Nandkeolyar, G.K. Mahato, and P. Sibanda, “Dissipative Effects in Hydromagnetic Boundary Layer Nanofluid Flow Past A Stretching Sheet with Newtonian Heating,” Journal of Applied Fluid Mechanics, 9(4), 1977-1989 (2016). https://doi.org/10.18869/acadpub.jafm.68.235.24451
R. Nandkeolyar, B.K. Mahatha, G.K. Mahato, and P. Sibanda, “Effect of Chemical Reaction and Heat Absorption on MHD Nanoliquid Flow Past a Stretching Sheet in the Presence of a Transverse Magnetic Field,” Magnetochemistry, 4(1), 1-14 (2018). https://doi.org/10.3390/magnetochemistry4010018
G.K. Mahato, B.K. Mahatha, R. Nandkeolyar, and B. Patra, “The Effects of Chemical Reaction on Magnetohydrodynamic Flow and Heat transfer of a Nanofluid past a Stretchable Surface with Melting,” AIP Conference Proceedings, 2253, 020011 (2020). https://doi.org/10.1063/5.0019205
G.K. Mahato, B.K. Mahatha, S. Ram, and S.B. Padhi, “Radiative and Convective Heat Transfer on MHD Stagnation point Nanofluid Flow past a Stretchable Surface with Melting,” AIP Conference Proceedings, 2435, 020037 (2022). https://doi.org/10.1063/5.0083936
B.K. Mahatha, S.B. Padhi, G.K. Mahato, and S. Ram, “Radiation, Chemical Reaction and Dissipative Effects on MHD Stagnation Point Nano-Fluid Flow Past a Stretchable Melting Surface,” AIP Conference Proceedings, 2435, 020040 (2022). https://doi.org/10.1063/5.0083933
R.H. Hameed, R.A. Hussein, Q.H. Al-Salami, M.A. Alomari, A.M. Hassan, F.Q.A. Alyousuf, F. Alqurashi, et al.,” Free convection investigation for a Casson-based Cu-H_2O nanofluid in semi parabolic enclosure with corrugated cylinder,” Heliyon, 11, e40960 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e40960
S. Zeb, Z. Ullah, A.B. Albidah, I, Khan, and W.A. Khan, “The significance of heat transfer through natural convection in stagnation point flow of prandtl fluid,” Results in Physics, 68, 108087 (2024). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2024.108087
M.D Afifi, A. Jahangiri, and Md. Ameri, “Investigation of natural convection heat transfer in MHD fluid within a hexagonal cavity with circular obstacles,” International Journal of Thermofluids, 25, 101024 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ijft.2024.101024
M. Saghafian, M. Moslehi, and O.A. Akbari, “Magnetohydrodynamic unsteady natural convection slip flow in a vertical parallel plate microchannel heated with constant heat flux,” Heliyon, 11, e41502 (2024). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41502
R. Nciri, A.E.A. Awouda, A.A. Musa, H.G. Alshomrani, and F. Nasri, “Numerical Simulation of Natural Convection in a Chamfered Square Cavity with Fe3O4-Water Nanofluid and Magnetic Excitation,” Engineering, Technology & Applied Science Research, 15(1), 20523–20528 (2025). https://doi.org/10.48084/etasr.9775
A. Ali, Rabia, S. Hussain, and M. Ashraf, “Theoretical investigation of unsteady MHD flow of Casson hybrid nanofluid in porous medium: Applications of thermal radiations and nanoparticle,” Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 17(1), 101029 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jrras.2024.101029
Z.H. Khan, W.A. Khan, S.M. Ibrahim, K. Swain, Z. Huang, “Impact of multiple slips and thermal radiation on heat and mass transfer in MHD Maxwell hybrid nanofluid flow over porous stretching sheet,” Case Studies in Thermal Engineering, 61, 104906 (2024). https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.104906
N. Manjunatha, M.G. Reddy, A. Aloqaily, S. Aljohani, A.R. Reddy, F. Ali, and N. Mlaiki, “Radiation effects on rotating system free convective nanofluid unsteady flow with heat source and magnetic field,” Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 13, 101083 (2025). https://doi.org/10.1016/j.padiff.2025.101083
R.D. Alsemiry, S.E. Ahmed, M.R. Eid, and M.E. Essam, “ANN-Based Prediction and RSM Optimization of Radiative Heat Transfer in Couple Stress Nanofluids with Thermodiffusion Effects,” Process, 13(4), 1055 (2025). https://doi.org/10.3390/pr13041055
A. Khan, Hashim, M. Farooq, W. Jamshed, B.M. Makhdoum, and N.A.A.M. Nasir, “Nonlinear convective heat transfer in Maxwell nanofluids with quadratic thermal stratification over a Magnetized inclined Surface: Applications towards engineering Industry,” Ain Shams Engineering Journal, 16, 103432 (2025). https://doi.org/10.1016/j.asej.2025.103432
W. Li, S.A. Khan, M. Shafqat, Q. Abbas, T. Muhammad, and M. Imran, “Computational analysis for efficient thermal transportation of ternary hybrid nanofluid flow across a stretching sheet with Cattaneo-Christov heat flux model,” Case Studies in Thermal Engineering, 66, 105706 (2024). https://doi.org/10.1016/j.csite.2024.105706
S.R. Mishra, I. Haq, R. Baithalu, S. Panda, and A. Saeed, “Transient radiative flow of hybrid nanofluid under slip effects over an impermeable spinning disk with porous material,” Partial Differential Equations in Applied Mathematics, 14, 101154 (2025). https://doi.org/10.1016/j.padiff.2025.101154
S.M. Sait, A. Riaz, S. Shaheen, R. Ellahi, and S. Akram, “Thermally induced cilia flow of Prandtl nanofluid under the influence of electroosmotic effects with boundary slip,” Journal of Taibah University for Science, 19, 2484877 (2025). https://doi.org/10.1080/16583655.2025.2484877
Y. Ouyang, Md. Faisal, Md. Basir, K. Naganthran, and I. Pop, “Exploring velocity slip and stability in unsteady ternary nanofluid flow past a permeable stretching/shrinking sheet,” Journal of Taibah University for Science, 19, 2487302 (2025). https://doi.org/10.1080/16583655.2025.2487302
B.K. Mahatha, R. Nandkeolyar, G. Nagaraju, and M. Das, “MHD stagnation point flow of a nanofluid with velocity slip, Non-linear radiation and Newtonian heating,” Procedia Engineering, 127, 1010-1017 (2015). https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.450
Авторське право (c) 2025 Г.П. Гіфті, С.Б. Падхі, Б.К. Махатха, Г.К. Махато
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).
