활성화 에너지, 홀 전류 및 열복사를 이용한 자기유체역학 Casson 나노유체 흐름의 수치해석

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 4021(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서 우리는 활성화 에너지, 홀 전류, 열복사, 열원/싱크, 브라운 운동 및 열영동의 영향으로 기하급수적으로 늘어나는 표면을 통과하는 Casson 나노유체의 흐름, 열 및 물질 전달 거동을 분석했습니다. 작은 레이놀즈 수를 가정한 횡자기장은 수직으로 구현됩니다. 흐름, 열 및 물질 전달의 지배적인 부분 비선형 미분 방정식은 유사 변환을 사용하여 상미분 방정식으로 변환되고 Matlab bvp4c 패키지를 사용하여 수치적으로 해석됩니다. 홀 전류 매개변수, 열복사 매개변수, 열원/싱크 매개변수, 브라운 운동 매개변수, 프란틀 수, 열영동 매개변수, 자기 매개변수 각각이 속도, 농도 및 온도에 미치는 영향을 그래프를 통해 논의합니다. x 및 z 방향에 따른 피부 마찰 계수, 로컬 Nusselt 수 및 Sherwood 수를 수치적으로 계산하여 새로운 매개변수의 내부 동작을 조사합니다. 유속은 열 복사 매개변수의 감소 함수이며 홀 매개변수의 경우 거동이 관찰되었습니다. 더욱이, 브라운 운동 매개변수의 장착 값은 나노입자 농도 프로파일을 감소시킵니다.

비뉴턴 유체 이론은 적용 가능한 특성을 고려하여 널리 채택되고 있습니다. 비뉴턴 유체는 전단 응력과 전단 변형율 사이에 비선형 관계를 나타냅니다. 본질적으로 비뉴턴 유체는 탄성 고체로 작용합니다. 즉 작은 전단 응력에서는 흐름이 발생하지 않습니다. Casson 유체는 뉴턴 유체의 그러한 모델 중 하나입니다. 이는 1959년 Casson1에 의해 처음 발명되었습니다. 이는 2상 현탁액의 액체상의 구조와 고체의 상호작용 거동을 기반으로 합니다. Casson Fluid의 예로는 젤리, 꿀, 토마토 소스 및 농축 과일 주스가 있습니다. 인간의 혈액은 또한 피브리노겐, 수성 염기 혈장의 글로불린, 단백질, 인간 적혈구와 같은 여러 물질이 존재하는 경우 카슨액으로 처리될 수 있습니다. 압착 흐름은 움직이는 경계층의 자연 응력이나 수직 속도에 의해 생성됩니다. 압착 흐름의 실제 예로는 압축, 폴리머 가공, 사출 성형 등이 있습니다. Casson 유체는 생명 공학, 운영, 화학 및 기계 응용 분야와 같은 다양한 분야에서 중요한 역할을 차지하는 가장 널리 사용되는 비뉴턴 유체로 간주됩니다. 유체 역학의 맥락에서 Casson 유체 흐름에 대한 연구는 다양한 상황에 따라 여러 과학자, 엔지니어, 수학자 및 연구자에 의해 조사되었습니다. Casson 유체의 유동 특성에 대한 다양한 매개변수를 고려하여 최근 Seth와 Bhattacharyya2는 다공성 매체에서 N차 화학 반응과 뉴턴 가열을 사용한 수자기 자연 대류 Casson 유체 흐름의 모델링 및 수치 시뮬레이션에 대해 논의했습니다. Seth 등3은 뉴턴 가열 및 열확산 효과가 있는 비-Darcy 다공성 매질에서 이중 확산 자기유체역학 Casson 유체 흐름을 발견했습니다. Pramanik4는 열 복사가 존재하는 경우 기하급수적으로 다공성으로 늘어나는 표면을 통과하는 Casson 유체 흐름을 기반으로 문제를 해결했습니다. 아주 최근에 Umavathi et al.5은 평행 대류 가열 디스크 사이의 Casson 나노유체 흐름을 압착하는 자기유체역학을 연구했습니다. Arshad Khan 등6은 줄 열 효과를 통해 회전 실린더를 지나는 수자성 Casson 나노유체의 회전 운동에 대한 엔트로피 생성 및 열 분석을 연구했습니다. Naveenkumar 등7은 움직이는 얇은 바늘 위의 Casson 유체 흐름 역학 전반에 걸쳐 열 및 물질 전달에 대한 열영동 입자 증착의 영향을 연구했습니다. Alhadhrami et al.8은 다공성 매질에서 비뉴턴식 Casson 유체의 흐름과 열 전달에 대한 국부적인 열 비평형 효과에 대한 수치 시뮬레이션을 연구했습니다. Kanayo 등9은 Muhammad, 방열판이 있는 다공성 매질에서 로렌츠 힘 구동 리가 플레이트에 대한 Casson 유체의 이중 확산 대류 및 교차 확산 효과를 검토했습니다. 분석적 접근. Jain과 Parmar10, Ganga et al.11은 스트레칭 시트 위의 Casson 유체의 미끄러짐 흐름을 조사했습니다. Raghunath와 Obulesu12는 열 흡수 및 Soret 효과와 화학 반응이 있는 경사진 수직 다공성 판을 통과하는 불안정한 자기유체역학 진동 Casson 유체 흐름을 연구했습니다. Raghunath et al.13은 열확산과 화학반응의 영향으로 수직 다공성 판을 통과하는 자기유체역학 Casson 유체 흐름에 대한 조사를 연구했습니다. 최근 Senapati et al.14은 스트레칭 시트 위의 Casson 나노유체 흐름을 수치적으로 조사했습니다.