Analisi numerica della magnetoidrodinamica Flusso di nanofluidi Casson con energia di attivazione, corrente di Hall e radiazione termica

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4021 (2023) Citare questo articolo

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In questo studio abbiamo analizzato il comportamento del flusso, del calore e del trasferimento di massa del nanofluido Casson oltre una superficie che si allunga esponenzialmente sotto l'impatto dell'energia di attivazione, della corrente di Hall, della radiazione termica, della fonte/dissipatore di calore, del movimento browniano e della termoforesi. Il campo magnetico trasversale con l'assunzione di un numero di Reynolds piccolo è implementato verticalmente. Le equazioni differenziali parziali non lineari che governano il flusso, il calore e il trasferimento di massa vengono trasformate in equazioni differenziali ordinarie utilizzando la trasformazione di similarità e risolte numericamente utilizzando il pacchetto Matlab bvp4c. L'impatto di ciascuno dei parametri della corrente di Hall, del parametro della radiazione termica, del parametro della fonte di calore/dissipatore, del parametro del moto browniano, del numero di Prandtl, del parametro della termoforesi e del parametro magnetico su velocità, concentrazione e temperatura, viene discusso attraverso grafici. Il coefficiente di attrito della pelle lungo le direzioni xez, il numero di Nusselt locale e il numero di Sherwood vengono calcolati numericamente per esaminare il comportamento interno dei parametri emergenti. È testimoniato che la velocità del flusso è una funzione decrescente del parametro di radiazione termica e il comportamento è stato osservato nel caso del parametro di Hall. Inoltre, i valori crescenti del parametro di movimento browniano riducono il profilo di concentrazione delle nanoparticelle.

La teoria dei fluidi non newtoniani viene ampiamente adottata in considerazione delle sue caratteristiche applicabili. Un fluido non newtoniano esercita relazioni non lineari tra lo sforzo di taglio e la velocità della deformazione di taglio. In natura un fluido non newtoniano si comporta come un solido elastico, ovvero il flusso non avviene con piccoli sforzi di taglio. Il fluido Casson è uno di questi modelli nei fluidi newtoniani. Viene inventato per la prima volta da Casson1 nel 1959. Si basa sulla struttura della fase liquida e sul comportamento interattivo del solido di una sospensione bifase. Alcuni esempi di Casson Fluid sono gelatina, miele, salsa di pomodoro e succhi di frutta concentrati. Il sangue umano può anche essere trattato come un fluido Casson in presenza di diverse sostanze come fibrinogeno, globulina nel plasma a base acquosa, proteine ​​e globuli rossi umani. I flussi di compressione sono generati da sollecitazioni naturali o velocità verticali dello strato limite in movimento. Gli esempi pratici di flusso di spremitura sono la compressione, la lavorazione dei polimeri e lo stampaggio a iniezione. Il fluido Casson è considerato il fluido non newtoniano più popolare e occupa un ruolo significativo in vari campi, come le operazioni di bioingegneria, le applicazioni chimiche e meccaniche. Nel contesto della meccanica dei fluidi, lo studio del flusso dei fluidi Casson è stato studiato da diversi scienziati, ingegneri, matematici e ricercatori a seconda delle diverse situazioni. Tenendo in considerazione i vari parametri sulle proprietà di flusso del fluido Casson, molto recentemente Seth e Bhattacharyya2 hanno discusso la modellazione e la simulazione numerica della convezione naturale idromagnetica del flusso del fluido Casson con reazione chimica di ordine N e riscaldamento newtoniano in mezzo poroso. Seth et al.3 hanno scoperto il flusso del fluido Casson con magnetoidrodinamica a doppia diffusione in un mezzo poroso non Darcy con effetti di riscaldamento e termodiffusione newtoniani. Pramanik4 ha risolto il problema basandosi sul flusso del fluido Casson attraverso una superficie di allungamento esponenzialmente porosa in presenza di radiazione termica. Molto recentemente Umavathi et al.5 hanno studiato la spremitura magnetoidrodinamica del flusso di nanofluidi Casson tra dischi paralleli riscaldati per convezione. Arshad Khan et al.6 hanno studiato la generazione di entropia e l'analisi termica per il movimento rotatorio del nanofluido idromagnetico Casson oltre un cilindro rotante con effetto di riscaldamento Joule. Naveenkumar et al.7 hanno studiato l'impatto della deposizione di particelle termoforetiche sul trasferimento di calore e massa attraverso la dinamica del flusso del fluido Casson su un ago sottile in movimento. Alhadhrami et al.8 hanno studiato la simulazione numerica degli effetti locali di non equilibrio termico sul flusso e sul trasferimento di calore del fluido Casson non newtoniano in un mezzo poroso. Kanayo et al.9 hanno rivisto Muhammad, Doppia convezione diffusiva ed effetti di diffusione incrociata sul fluido Casson su una piastra Riga guidata dalla forza di Lorentz in un mezzo poroso con dissipatore di calore: un approccio analitico. Jain e Parmar10 e Ganga et al.11 hanno esaminato il flusso di scorrimento del fluido Casson su un foglio di stiramento. Raghunath e Obulesu12 hanno studiato il flusso oscillatorio del fluido Casson magnetoidrodinamico instabile oltre una piastra porosa verticale inclinata in presenza di una reazione chimica con assorbimento di calore ed effetti Soret. Raghunath et al.13 hanno studiato il flusso del fluido Casson attraverso una piastra porosa verticale sotto l'influenza della diffusione termica e della reazione chimica. Recentemente, Senapati et al.14 hanno studiato numericamente il flusso di nanofluido Casson su un foglio di stiramento.