Течение МГД-микрополярной жидкости по растягивающейся поверхности с эффектом плавления и скольжения

Блог

ДомДом / Блог / Течение МГД-микрополярной жидкости по растягивающейся поверхности с эффектом плавления и скольжения

Jun 09, 2023

Течение МГД-микрополярной жидкости по растягивающейся поверхности с эффектом плавления и скольжения

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 10715 (2023) Цитировать эту статью 518 Доступы 1 Детали альтметрической метрики Целью настоящего анализа является представление явления тепло-массы.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 10715 (2023) Цитировать эту статью

518 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Целью настоящего анализа является представление явления тепломассопереноса в МГД-микрополярных жидкостях, вызванного проницаемым и непрерывно растягивающимся слоем, а также ударами скольжения, возникающими в пористой среде. Следовательно, в уравнение энергии входит член неоднородного источника/поглотителя тепла. Уравнение концентрации частиц взаимодействует с членами, указывающими порядок химической реакции, чтобы охарактеризовать химически активные частицы. Прикладное программное обеспечение MATLAB с управляющим синтаксисом метода bvp4c используется для сведения уравнений импульса, микрорационов, тепла и концентрации к подходящим требуемым упрощениям для выполнения необходимых арифметических манипуляций с доступными нелинейными уравнениями. На имеющихся графиках изображены различные безразмерные параметры с существенными последствиями. Анализ показал, что микрополярная жидкость улучшает профиль скорости и температуры, в то же время подавляя профиль микрорационов, а также магнитный параметр (\(M\)) и параметр пористости (\(K_p\)) уменьшает толщину пограничного слоя импульса. Полученные выводы подтверждают замечательное соответствие с уже опубликованными в открытой литературе.

В недавнем прошлом академические достижения в области микрополярной жидкости привлекли внимание нескольких инженерных сообществ и научного сообщества из-за ее ограниченной окружности, связанной с ньютоновскими жидкостями. Эти жидкости во многом определяются инерцией вращения и усиливают моменты напряжения и моменты тела. Теория микрожидкостей определяется как сложная теория в отличие от случая конститутивно линейной теории, и соответствующие лежащие в ее основе математические манипуляции нелегко поддаются решению нетривиальных проблем в этой области. Подкласс этих жидкостей определяется как микрополярные жидкости, которые проявляют микровращательные эффекты и микровращательную инерцию. Классическая структура модели Навье-Стокса имеет определенную степень ограничений, в частности, поскольку она не может описать и разработать категорию жидкостей, относящуюся к характеристикам микроструктуры, жидкостей, обладающих эффективными и влиятельными применениями. Таким образом, анализ микрополярных жидкостей, предложенный Эрингеном1, предлагает определенную модель для жидкостей, которые обладают полимерными и вращающимися частицами, путем понимания уравнения микровращательного момента вместе с классическим уравнением количества движения. Исследования микрополярных жидкостей получили значительное признание из-за их многочисленных применений в различных отраслях промышленности, особенно в растворах суспензий, затвердевании жидких кристаллов, крови животных и экзотических смазочных материалах. Бхаргава и Тахар2 исследовали теплообмен микрополярного пограничного слоя (ПС) вблизи критической точки на движущейся стенке. Аника и др.3 проанализировали последствия термодиффузии на нестационарное течение вязкой МГД-микрополярной жидкости мимо бесконечной пластины вместе с токами Холла и ионного скольжения. Бхаргава и др.4 провели численные исследования явлений микрополярного переноса, вызванных нелинейным растяжением листа, используя два различных метода конечных элементов и конечных разностей. Тахар и др.5 использовали смешанную конвекцию в МГД-потоке микрополярных жидкостей через эластичный слой. Бхаргава и Рана и др.6 исследовали нелинейный конвективный перенос тепла и массы в микрополярной жидкости с плавно изменяемой проводимостью, используя методы конечных элементов.

Потоку жидкости через непрерывно растягивающийся лист под воздействием имеющегося магнитного поля уделяется большое внимание в нескольких областях техники, в частности, в исследованиях плазмы, извлечении геотермальной энергии и т. д. Исследования, касающиеся эффектов МГД на поток рассматриваемой жидкости мимо растягивающегося листа, индексируются в открытая литература. Первое исследование Crane7 привлекло многих исследователей к изучению аналогичных проблем, связанных с течением пограничного слоя (BL) из-за растягивающегося листа, поскольку оно имеет многочисленные применения в промышленности, такие как экструзия полимерного листа с помощью красителя, выращивание кристаллов, непрерывное литье и нанесение полиэтиленовых пленок. Скорость охлаждения и процесс растяжения — единственные факторы, которые напрямую влияют на желаемые свойства готового продукта. Растягивающийся лист не обязательно может быть линейным, поскольку мы можем принять и нелинейный характер, даже если проблема может не иметь заметной технологической значимости. В связи с этим Ваджравелу8 предложил течение через нелинейно растягивающийся лист, а Кортелл9,10 исследовал течение и теплоперенос, вызванный растяжением листа, при двух разнородных типах тепловых граничных (ТБ) условий на листе, а именно: постоянном температура поверхности (CST) и заданная температура поверхности (PST). Ганджи и др.11 представили аналитическое решение для магнитогидродинамического потока, возникающего в результате нелинейного растяжения листа. Аналогичную работу изучали Ишак и др.12, Прасад и др.13, Ван Гордер и др.14, Рафтари и др.15, Аббас и Хаят16, Дадхич и др.17, Олха и др.18 и Абель и др. .19 и другие.

0\) are surface velocity, microrotation velocity, surface condition parameter, velocity slip, thermal slip and concentration slip parameter, microrotation viscosity, latent heat, heat capacity of solid surface, melting temperature, solid surface temperature, fluid concentration at the wall, free stream temperature, and suction velocity respetively. It is assumed that \(\gamma = \left( {\mu + \frac{{k_{v} }}{2}} \right)j\) where \(j = \frac{\nu }{b}\) as a reference length. The non-uniform heat source/Sink is considered following (Abo-Eldahab et al.21)/p> 0\) corresponds to internal heat generation, while, \(A^{*} ,\,\,B^{*} < 0\) corresponds to internal heat absorption./p>