Численный анализ магнитогидродинамики течения наножидкости Кассона с энергией активации, током Холла и тепловым излучением

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4021 (2023) Цитировать эту статью

844 Доступа

1 Цитаты

Подробности о метриках

В этом исследовании мы проанализировали поведение потока, тепло- и массопереноса наножидкости Кассона мимо экспоненциально растягивающейся поверхности под воздействием энергии активации, тока Холла, теплового излучения, источника/отвода тепла, броуновского движения и термофореза. Поперечное магнитное поле в предположении малого числа Рейнольдса реализуется вертикально. Основные нелинейные дифференциальные уравнения в частных производных потока, тепло- и массопереноса преобразуются в обыкновенные дифференциальные уравнения с использованием преобразования подобия и решаются численно с использованием пакета Matlab bvp4c. Влияние каждого параметра тока Холла, параметра теплового излучения, параметра источника/поглотителя тепла, параметра броуновского движения, числа Прандтля, параметра термофореза и магнитного параметра на скорость, концентрацию и температуру обсуждается с помощью графиков. Коэффициент поверхностного трения в направлениях x и z, локальное число Нуссельта и число Шервуда рассчитываются численно, чтобы изучить внутреннее поведение возникающих параметров. Видно, что скорость потока является убывающей функцией параметра теплового излучения, и такое поведение наблюдается в случае параметра Холла. Более того, возрастающие значения параметра броуновского движения уменьшают профиль концентрации наночастиц.

Теория неньютоновской жидкости получила широкое распространение ввиду своих применимых особенностей. Неньютоновская жидкость имеет нелинейные зависимости между напряжением сдвига и скоростью деформации сдвига. В природе неньютоновская жидкость действует как упругое твердое тело, т.е. течение не происходит с малым сдвиговым напряжением. Жидкость Кассона — одна из таких моделей ньютоновских жидкостей. Впервые он был изобретен Кассоном1 в 1959 году. Он основан на структуре жидкой фазы и интерактивном поведении твердого тела в двухфазной суспензии. Некоторыми примерами жидкости Casson являются желе, мед, томатный соус и концентрированные фруктовые соки. Кровь человека также можно рассматривать как жидкость Кассона в присутствии нескольких веществ, таких как фибриноген, глобулин в водной основе плазмы, белок и эритроциты человека. Сжимающие течения создаются естественными напряжениями или вертикальными скоростями движущегося пограничного слоя. Практическими примерами сжимающего потока являются сжатие, обработка полимеров и литье под давлением. Жидкость Кассона считается самой популярной неньютоновской жидкостью, играющей значительную роль в различных областях, таких как биотехнологические операции, химические, а также механические применения. В контексте механики жидкости исследование потока жидкости Кассона исследовалось несколькими учеными, инженерами, математиками и исследователями в зависимости от различных ситуаций. Принимая во внимание различные параметры свойств потока жидкости Кэссона, совсем недавно Сет и Бхаттачария2 обсудили моделирование и численное моделирование гидромагнитного потока жидкости Кэссона с естественной конвекцией с химической реакцией N-го порядка и ньютоновским нагревом в пористой среде. Сет и др.3 обнаружили двойной диффузионный магнитогидродинамический поток жидкости Кассона в пористой среде, не являющейся Дарси, с эффектами ньютоновского нагрева и термодиффузии. Праманик4 решил задачу, основанную на обтекании жидкостью Кассона экспоненциально пористой растягивающейся поверхности в присутствии теплового излучения. Совсем недавно Умавати и др.5 изучили магнитогидродинамическое сжатие потока наножидкости Кассона между параллельными конвективно нагретыми дисками. Аршад Хан и др.6 изучали генерацию энтропии и термический анализ вращательного движения гидромагнитной наножидкости Кассона мимо вращающегося цилиндра с эффектом джоулевого нагрева. Навинкумар и др.7 изучили влияние осаждения термофоретических частиц на тепло- и массоперенос в динамике потока жидкости Кассона над движущейся тонкой иглой. Альхадрами и др.8 изучили численное моделирование локальных термических неравновесных эффектов на поток и теплообмен неньютоновской жидкости Кэссона в пористой среде. Канайо и др.9 сделали обзор Мухаммеда, Эффекты двойной диффузионной конвекции и перекрестной диффузии на жидкости Кассона над Рижской пластиной Лоренца, приводимой в движение силой, в пористой среде с радиатором: аналитический подход. Джайн и Пармар10 и Ганга и др.11 исследовали скольжение жидкости Кассона по растягивающемуся листу. Рагунат и Обулесу12 исследовали нестационарную магнитогидродинамику колебательного течения жидкости Кассона мимо наклонной вертикальной пористой пластины в присутствии химической реакции с поглощением тепла и эффектами Соре. Рагхунат и др.13 исследовали магнитогидродинамику течения жидкости Кассона мимо вертикальной пористой пластины под влиянием термодиффузии и химической реакции. Недавно Сенапати и др.14 численно исследовали течение наножидкости Кассона по растягивающемуся листу.