그리스에 적용한 채널 흐름을 통한 Maxwell 나노유체의 시간 분수 모델

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4428(2023) 이 기사 인용

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몇몇 과학자들은 나노기술과 나노과학의 최근 발전에 관심을 갖고 있습니다. 그리스는 다양한 요소 사이의 마찰을 줄여 냉각을 유지하는 데 도움이 되기 때문에 많은 기계와 엔진의 필수 구성 요소입니다. 중앙 윤활 시스템, 전기 모터, 베어링, 벌목 및 광산 기계, 트럭 휠 허브, 건설, 조경 및 기어박스를 포함한 밀봉 수명 응용 분야에서도 그리스가 활용됩니다. 냉각 및 윤활 특성을 향상시키기 위해 대류 그리스에 나노입자가 첨가됩니다. 보다 구체적으로, 현재 연구 목표는 그리스를 MoS2 나노입자가 부유하는 Maxwell 유체로 고려하면서 개방형 채널 흐름을 조사하는 것입니다. Caputo-Fabrizio 시간-분수 미분은 문제를 연결된 고전 차수 PDE에서 로컬 분수 모델로 변환하는 데 사용됩니다. 속도, 온도 및 농도 분포에 대한 정확한 솔루션을 결정하기 위해 두 가지 적분 변환 기술인 유한 푸리에 사인과 라플라스 변환 기술이 공동으로 활용됩니다. 결과 답변은 물리적으로 탐색되어 다양한 그래프를 사용하여 표시됩니다. 다양한 적분 곡선을 제공하는 분수 모델이 기존 모델보다 흐름 동작을 더 정확하게 묘사한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 피부 마찰, 누셀트 수, 셔우드 수는 공학 관련 수치로 정량적으로 결정되어 표 형식으로 표시됩니다. 그리스에 MoS2 나노입자를 첨가하면 열 전달이 19.1146% 증가하고 물질 전달이 2.5122% 감소하는 것으로 확인되었습니다. 이 연구에서 얻은 결과는 정확성을 위해 출판된 문헌과 비교됩니다.

뉴턴 유체와 비뉴턴 유체는 모두 자연적으로 널리 퍼져 있습니다. 단순한 뉴턴 유체는 처음에는 자연의 많은 어려움을 적절하게 설명하지 못했습니다. 수많은 연구자들이 이러한 문제를 조사하기 위해 간단한 Navier-Stokes 이론으로는 적절하게 다루지 않는 다양한 비뉴턴 모델을 제안했습니다. 점성 유체의 자유 대류 흐름과 관련된 문제에 대한 정확한 해결책은 문헌에서 널리 이용 가능합니다. 비뉴턴 유체는 매우 흔하기 때문에 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 비뉴턴 유체는 다양한 물리적 구조를 갖고 있기 때문에 연구자들은 비뉴턴 유체의 역학을 이해하기 위해 수많은 수학적 모델을 제안했습니다. 이러한 모델은 속도형 유체 또는 일반 차동형 유체로 분류됩니다. Maxwell1은 Maxwell 유체 아이디어를 제시합니다.

열 전달 효과와 함께 다공성 회전 디스크를 가로지르는 Maxwell 나노유체 흐름은 Ahmed et al.2에 의해 연구되었습니다. Raza와 Asad3는 뉴턴 방사선에 의해 가열되는 동안 Maxwell 나노유체의 불규칙한 흐름을 조사했습니다. 무한한 수직 채널 아래로 하이브리드 Maxwell 나노유체의 자유 대류 흐름에 대한 열 전달 효과가 Ahmed et al.4에 의해 조사되었습니다. 전기장과 자기장의 효과를 열 복사 및 변화 가능한 열 복사의 효과와 결합함으로써 Khan et al.5의 연구는 전분 표면을 가로지르는 Maxwell 나노유체 흐름을 조사했습니다. 자기유체역학의 영향을 받는 신축성 다공성 매질을 가로지르는 맥스웰 나노유체 흐름은 Mukhtar et al.6에 의해 수학적으로 논의되었습니다. Ibrahim과 Abneesa7는 홀의 충격 및 이온 슬립과 함께 Maxwell 나노유체의 혼합 대류 흐름을 조사했습니다. 경사 및 등온 벽 조건의 영향을 받는 무한 수직을 가로지르는 Maxwell 나노유체 흐름은 Khan et al.8에 의해 연구되었습니다. 회전형 미생물이 있는 다공성 신장 시트를 가로지르는 MHD Maxwell 나노유체 흐름은 Safdar et al.9에 의해 연구되었으며 이론적 및 수치적으로 논의되었습니다. 수축하는 경사면을 가로지르는 자화된 Maxwell 나노유체 흐름의 Soret-Dufour 모델의 온도 및 질량 특성은 Parvin et al.10에 의해 조사되었습니다. Ahmad et al.11은 대류 경계 조건을 사용하여 기하급수적으로 늘어난 시트를 통한 생체 대류 Maxwell 나노유체 흐름을 조사했습니다. Rasool 등12은 늘어난 표면에 직면한 자기유체역학(MHD) Maxwell 나노유체 흐름에서 Darcy-Forchheimer 매체와 열 복사를 조사했습니다. Alsallami et al.13은 브라운 운동, 열영동 및 비선형 복사의 영향 하에서 가열된 회전 디스크를 가로지르는 나노유체 흐름에 대한 수치 분석을 수행했습니다.