Noticias

Feb 03, 2024

Investigación del flujo del punto de estancamiento de un fluido viscoelástico micropolar con la ley de Fourier y Fick modificada

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 9491 (2023) Cite este artículo 543 Accesos 1 Detalles de Altmetric Metrics Los fluidos no newtonianos se emplean ampliamente en muchas industrias diferentes, como

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 9491 (2023) Citar este artículo

543 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

Los fluidos no newtonianos se emplean ampliamente en muchas industrias diferentes, como el procesamiento de plásticos, la creación de dispositivos eléctricos, flujos lubricantes y la producción de suministros médicos. Se realiza un análisis teórico para examinar el flujo del punto de estancamiento de un fluido micropolar de segundo grado en un material poroso en la dirección de una superficie estirada bajo el efecto del campo magnético, que es estimulado por estas aplicaciones. Las condiciones límite de estratificación se imponen sobre la superficie de la lámina. También se consideran las leyes generalizadas de Fourier y Fick con energía de activación para discutir el transporte de calor y masa. Para obtener la versión adimensional de las ecuaciones modeladas de flujo, se utilizan variables de similitud apropiadas. Esta versión de transferencia de ecuaciones se resuelve numéricamente mediante la implementación de la técnica BVP4C en MATLAB. Los resultados gráficos y numéricos se obtienen para varios parámetros adimensionales emergentes y se discuten. Se observa que mediante predicciones más precisas de \(\varepsilon\) y M, el bosquejo de velocidad disminuye debido a la aparición del efecto de resistencia. Además, se ve que una estimación mayor del parámetro micropolar mejora la velocidad angular del fluido.

Las características colectivas de la convección mixta y la radiación térmica son consecuencias abundantes en la fisiología de órganos humanos como el corazón, el hígado y el cerebro. En medicina, ciencia, ingeniería y procesos industriales, las investigaciones del flujo de convección mixta inducido por superficies que se estiran tienen una aplicación destacada. Estas aplicaciones han sido deliberadas por investigadores remotos. Sobre una lámina estirada, Khan et al.1 investigaron los efectos de la radiación térmica no lineal, la disipación viscosa, la convección no lineal, el disipador o fuente de calor y la termoforesis en el flujo de fluido tangente hiperbólico con nanopartículas. En el flujo de convección mixta no lineal del fluido newtoniano a lo largo de una fuente o sumidero de calor, la doble estratificación y la radiación térmica no lineal debajo de la placa de Riga, Hayat et al.2 examinaron la transmisión de masa-calor. Ibrahim y Gizewu3 discutieron el transporte de calor y masa hacia el líquido hiperbólico tangente no newtoniano con nanopartículas de flujo de convección mixta no lineal con el modelo de Cattaneo-Christove con efecto magnético, energía de activación a través de una lámina expandible no uniforme. Patil et al.4 observaron la transmisión de masa de calor para un fluido a base de agua que fluye en un flujo de convección mixto no lineal en un cono vertical. Alsaedi et al.5 analizaron la comunicación calor-masa en el flujo de convección mixta no lineal de nanofluidos de Eyring-Powell con la influencia del efecto magnético, el calentamiento Joule y la disipación viscosa hacia una lámina estirada. Qasemian et al.6 examinaron el comportamiento hidráulico y térmico de un flujo de nanofluido dentro de un tubo utilizado en una transmisión automatizada. Fathellahi et al.7 observaron cómo la MHD afectaba el flujo de compresión 2D de nanofluido entre dos láminas espaciadas uniformemente. En las referencias 8,9,10,11,12,13 se pueden encontrar varios estudios del flujo de convección mixta no lineal de diferentes líquidos.

Debido a numerosas aplicaciones del flujo de capa límite en procesos industriales y de ingeniería como fabricación de papel, diseño de láminas y películas de plástico, extrusión aerodinámica de láminas de plástico y caucho, refuerzo y dilución de alambres de cobre, fibras de vidrio, enfriamiento de superficies metálicas en un baño de enfriamiento, etc. ., causado por una hoja continua estirada ha recibido mucha atención en los últimos años. Yurusoy y Pakdemirli14 obtuvieron soluciones precisas a las ecuaciones que regulan el flujo de un fluido no newtoniano hacia una lámina estirada. El flujo de un fluido viscoelástico a través de un medio permeable fue descrito por Prasad et al.15 como resultado de las consecuencias de la velocidad de reacción en el transporte de especies químicamente reactivas hacia una lámina estirada. Riaz et al.16 abordaron los impactos de la generación de entropía y la comparación de la irreversibilidad del flujo de nanofluidos en sangre de Cu bajo el campo magnético aplicado y los impactos de la disipación viscosa a través de un canal curvo. Nadeem et al.17 investigaron el análisis de convección y difusión mediante evaluación matemática bajo la disipación viscosa en un conducto no circular. Elgazery y Hassan18 investigaron la influencia de los campos magnéticos, el medio permeable, la difusividad térmica y la viscosidad variable para el transporte de masa de calor hacia un líquido no newtoniano sobre una superficie estirada. La transmisión de calor-masa del punto de estancamiento de un flujo de fluido no newtoniano bajo el efecto de procesos químicos heterogéneos y homogéneos a través de una superficie expandible fue establecida por Labropulu et al.19. Javed et al.20 consideraron el flujo de un líquido no newtoniano con el modelo de Powell-Eyring hacia una lámina que se estira. Las pocas aportaciones más actuales en la hoja de estiramiento se pueden indicar en las Refs.21,22,23,24.

El transporte de calor y masa en el flujo de fluidos no newtonianos y newtonianos hacia una lámina en continuo movimiento son muy importantes en diversas industrias, procedimientos tecnológicos y de ingeniería como control de la velocidad de enfriamiento, geofísica, purificación de petróleo crudo, procesamiento de materiales magnéticos, una placa metálica en constante enfriamiento, descarga de láminas de plástico o caucho, hilado de fibras, soplado de vidrio, colada continua, extracción de filamento o polímeros de una matriz, etc. La transmisión de calor es un fenómeno natural que se produce debido a la variación de temperatura entre cuerpos o dentro de un mismo cuerpo. Durante dos siglos, las leyes de difusión de Fourier y Fick fueron las fuentes predominantes para representar la topografía del proceso de comunicación calor-masa, como sustituto de la visualización de masas únicas y difusión térmica. Esto concuerda con la estadística de que cambiar los tiempos de relajación para la distribución de la velocidad debería interrumpir la temperatura junto con los bocetos de concentración. Liu25 demostró la transmisión de masa de calor en un flujo MHD y creó soluciones perfectas con producción o absorción de calor y un campo magnético uniforme dirigido a una lámina elástica. Sanjayanand y Khan26 observaron la transferencia de calor y masa en el flujo laminar de un fluido de segundo grado bajo la influencia de la deformación elástica y la disipación viscosa a través de una lámina estirada exponencialmente. Qasim27 examinó las consecuencias colectivas de la transmisión de masa de calor en el fluido de Jaffrey en la existencia de un disipador o fuente de calor y la temperatura de la superficie y la convección de masa superficial con una superficie que se estira. En un MHD, 2-D, flujo constante de un líquido incompresible en existencia de un material poroso, radiación térmica y un efecto magnético no uniforme a través de una lámina vertical extendida, Rashidi et al.28 consideraron la comunicación de masa y calor. En una cámara rectangular, los impedimentos de giro calentados provocaron una transferencia de calor por convección al flujo de fluido viscoso, lo cual fue estudiado estadísticamente por Nadeem et al.29. Nadeem et al.30 analizaron la ley generalizada de Fourier y Fick con doble difusión para el flujo del punto de estancamiento axisimétrico de un fluido viscoelástico que tiene nanopartículas en la placa de Riga. El análisis de Ishtiq et al.31 del flujo del punto de estancamiento de nanofluidos híbridos hacia una lámina permeable que se estira/encoge utilizando el modelo expandido de Yavada-Ota y Xue se basa en los efectos de MHD. Para estudiar cómo se transfieren el calor y la masa a un fluido de segundo grado que contiene nanopartículas con el impacto de las fuerzas de doble difusión y flotabilidad de Cattaneo-Christov, Nadeem et al.32 observaron la conductividad térmica y la viscosidad variables. Nadeem et al.33 estudiaron la importancia de la radiación de calor para el flujo bidimensional dependiente del tiempo de un fluido de tercer grado hacia una placa de Riga permeable y extensible. Guedri et al.34 discutieron el impacto de la variación de la conductividad térmica, la microrotación, la radiación térmica, la producción de calor, la generación/absorción de calor y el MHD para el flujo de fluido de tercer grado hacia una lámina estirada exponencialmente. Sandeep et al.35 proporcionaron un estudio comparativo de la transmisión de calor-masa de fluidos Oldroyd-B, Maxwell y Jaffery que tienen nanopartículas bajo los efectos de succión o inyección, movimiento browniano, termoforesis y campo magnético transversal hacia una lámina permeable en expansión. Qasim et al.36 examinaron la transferencia de masa y calor utilizando el modelo de Burngiorno en una película delgada de nanofluido hacia una lámina que se estiraba de manera inestable. Para el flujo de un nanofluido híbrido en un sistema giratorio, Abdellahi et al.37 evaluaron cuantitativamente la transferencia de masa y calor. Las características de calor y comunicación de masas de los líquidos newtonianos y no newtonianos fueron debatidas en características distintas por los investigadores para diversos parámetros físicos en el estudio38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49. 50.

En la presente investigación se considera el fenómeno de transferencia térmica y solitaria del flujo bidimensional del punto de estancamiento de un fluido viscoelástico micropolar (segundo grado) con la teoría del flujo de calor de Cattaneo-Christov hacia una lámina estirada. Además, consideramos novedades en las características de energía de activación del trabajo, campo magnético, efecto termoforético y radiación térmica. Hasta el momento no se ha discutido este tipo de tema. La solución numérica de las PDE que gobiernan el modelo de flujo después de la transformación en ODE se logra utilizando la técnica BVP4C Matlab. Los impactos de varios parámetros se estudian con tablas y diagramas de distribución de velocidad, concentración, micropolar y temperatura.

Aquí consideramos un flujo de punto de estancamiento constante, incompresible en 2D de un fluido micropolar de segundo grado sobre una superficie de estiramiento con calor y flujo de masa modificados. Para examinar los aspectos del transporte de masa-calor se consideran los efectos de la radiación térmica y la energía de activación. Además, las condiciones límite térmicas y de estratificación se implementan en la superficie de la lámina. El modelo físico se muestra en la Fig. 1. La hoja se estira con una velocidad de \(u=cx\) (aquí, c es la constante positiva). El efecto magnético de la fuerza \({B}_{0}\) se utiliza a lo largo de la dirección y. La temperatura en la hoja se mantiene alta en \({T}_{w}\) y lejos de la hoja es \({T}_{\infty }\).

Mecanismo de flujo.

El modelo de fluido de segundo grado, el tensor de tensión de Cauchy, se define como51,

donde \(I\) es el tensor de identidad, \(\mu\) es la viscosidad dinámica, \(P\) es la presión, \({\alpha }_{i}(i=\text{1,2) })\) las constantes materiales, \({A}_{1}\) y \({A}_{2}\) son dos tensores de Rivlin-Ericksen.

Aquí, \(V\) es la velocidad y \(\frac{d}{dt}\) es la derivada material del tiempo. Tenga en cuenta que cuando el fluido está en equilibrio y en reposo localmente, se cumple la desigualdad de Clausius-Duhem y la energía libre de Helmboltz es mínima.

Cabe señalar que la ecuación constitutiva de un fluido de segundo grado se simplifica a una ecuación para un fluido viscoso cuando \({\alpha }_{1}={\alpha }_{2}=0\).

Las ecuaciones de momento, continuidad y calor con algunos efectos son las siguientes52,53.

En cada caso se aplican los siguientes criterios de límites:

Las transformaciones de similitud son las siguientes,

Aquí, \(\left(u,v\right)\), son las componentes de la velocidad correspondientes a \(\left(x,y\right). \text{Los símbolos }{U}_{e}\) , \(\mu\), \(k\), \(\rho\), \(N\), \({c}_{p}\), \({\alpha }_{1}\ ), \(\sigma\), \({B}_{0}\), \(g\), \({\lambda }_{1}\), \(T\), \({T }_{\infty }\), \({\lambda }_{2}\), \({\lambda }_{3}\), \(C\), \({C}_{\infty }\), \({\lambda }_{4}\), \(\nu\), \({k}_{1}\), \(\gamma\), \(j\), \ ({\lambda }_{E}\), \(\alpha\), \({Q}_{0}\), \({q}_{r}\), \({\lambda }_ {c}\), \({D}_{B}\), \({k}_{r}\), \(m\), \({E}_{a}\), \( {U}_{m}\), \({T}_{0}\), \({\epsilon }_{1}\), \({\epsilon }_{2}\), \( {\epsilon }_{3}\), \({\epsilon }_{4}\), \({C}_{w}\), \({C}_{0}\) y n son representó la velocidad de la corriente libre, viscosidad dinámica, viscosidad del vórtice, densidad del fluido, capacidad calorífica, coeficiente de fluido de segundo grado, conductividad eléctrica, intensidad del campo magnético, fuerza de gravedad, coeficiente de expansión lineal, temperatura, temperatura de la corriente libre, expansión de masa no lineal. , coeficiente de expansión de masa lineal, concentración de fluido, concentración de corriente libre, coeficiente de expansión de masa no lineal, viscosidad cinemática, permeabilidad del medio poroso, gradiente de giro, densidad de microinercia, relajación del flujo de calor, conductividad térmica, coeficiente de disipador/fuente de calor4, coeficiente de radiación térmica, relajación del flujo de masa, coeficiente de movimiento browniano, coeficiente de velocidad de reacción, constante de velocidad ajustada, coeficiente de energía de activación, velocidad de la pared a lo largo del eje x, concentración, temperatura de referencia, constantes positivas, concentración de fluido en la pared, referencia parámetro de concentración y giro respectivamente.

Las expresiones de flujo en la forma adimensional se convierten en,

Las condiciones de contorno comparables son las siguientes:

donde, \(K=\frac{k}{\mu }\) (Parámetro del fluido micropolar), \(M=\frac{{\sigma }_{0}{B}_{0}^{2}} {\rho c}\) (Parámetro de efecto magnético), \(\varepsilon =\frac{a}{c}\) (Parámetro de relación de velocidad), \(\beta =\frac{{\alpha }_{1} c}{\nu }\) (Parámetro de fluido de segundo grado), \(\in =\frac{\nu }{{k}_{0}c}\) (Parámetro de medio poroso), \({L}_ {e}=\frac{k}{\rho {c}_{p}{D}_{B}}\) (número de Lewis), \({S}_{c}=\frac{\nu } {{D}_{B}}\) (Número Simdésimo), \({\delta }_{c}={\lambda }_{c}c\) (Parámetro de tiempo de relajación de la concentración), \({\in }_{5}=\frac{{k}_{r}^{2}}{c}\) (Parámetro de la reacción química), \({\in }_{6}=\frac{{T} _{w}-{T}_{\infty }}{{T}_{\infty }}\) (Parámetro de diferencia de temperatura), \(E=\frac{{E}_{a}}{\ kappa {T}_{\infty }}\) (Parámetro de energía de activación), \(S=\frac{{\in }_{3}}{{\in }_{1}}\) (Parámetro de estratificación térmica ), \({S}^{*}=\frac{{\in }_{4}}{{\in }_{2}}\) (Parámetro de estratificación de concentración), \({P}{r} =\frac{\rho {c}_{p}\nu }{k}\) (número de Prandtl), \(R=\frac{16{\sigma }^{*}{T}_{\infty } ^{3}}{3k{k}^{*}}\) (Parámetro de radiación), \({\theta }_{w}=\frac{{T}_{w}}{{T}_{ \infty }}\) (parámetro de relación de temperatura), \({\delta }_{e}={\lambda }_{E}c\) (parámetro de tiempo de relajación térmica).

Desde una perspectiva de ingeniería, la fricción de la piel es una cantidad física muy importante, como se indica en:

En la forma adimensional,

donde \({R}_{ex}=\frac{{xu}_{w}}{\nu }\) es el número de Reynolds.

En esta sección, el flujo de fluido viscoelástico bidimensional con calor modificado y flujo de masa hacia una lámina de estiramiento se inspecciona numéricamente utilizando el enfoque BVP4C MATLAB. Para utilizar BVP4C, primero convertimos las ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales en un sistema de ecuaciones diferenciales de primer orden. Para esta conversión consideramos las ecuaciones de momento, micropolar, temperatura y concentración. (12)–(15) con las condiciones de la ecuación de frontera (16) y conviértalas en las nuevas variables. Además, el esquema numérico se muestra en la Fig. 2. En este caso, las nuevas variables se introducen de la siguiente manera:

Esquema numérico.

En esta sección, el análisis detallado de los datos numéricos se prueba previamente en la Tabla 1 para varios parámetros físicos, como \(K, M, {\beta }_{t},\) y \(\varepsilon\) a lo largo de la fricción de la piel. . Según la Tabla 1, se observa que una mayor estimación de \(K\) y \(M\) conduce a valores de \(f{{\prime}}(0)\) más altos. La Tabla 1 ilustra el impacto de \({\beta }_{t}\) en \(f{{\prime}}(0)\). Se observa que valores mayores de \({\beta }_{t}\) y \(\varepsilon\) conducen a estimaciones más altas de la fricción de la piel \(f{{\prime}}(0)\). La comparación entre los hallazgos actuales sobre la influencia del parámetro del líquido de segundo grado en la fricción de la piel y los de Rafiq et al.54 se muestra en la Tabla 2. Los resultados del presente estudio muestran una gran armonía con los datos anteriores. Esta comparación nos da confianza en los resultados.

Las siguientes ilustraciones se crearon para examinar la variación de varios parámetros en los perfiles de concentración, temperatura y velocidad lineal y angular. Se dan diferentes estimaciones para \(\beta , M, \varepsilon , K, {\delta }_{e}, {P}{r}, R, {\theta }_{w}, S, {S} {c}, E\), y \({S}^{*}\) para ver sus efectos en la transferencia de calor y el flujo de fluidos.

El efecto del parámetro del fluido viscoelástico \((\beta )\) sobre la velocidad del fluido micropolar de segundo grado en la capa límite se revela en la Fig. 3a. La velocidad del fluido aumenta cuando el parámetro del fluido viscoelástico recibe valores mayores. Físicamente, al mejorar el parámetro de estimación del fluido viscoelástico, la viscosidad del fluido disminuye, por lo tanto, se crea una capa límite de momento densa. El efecto del boceto de velocidad sobre el parámetro del campo magnético (M) se percibe en la Fig. 3b. Se observa que la velocidad del fluido disminuye a medida que el parámetro del campo magnético \(\left(M\right)\) se hace más fuerte. Físicamente, el aumento del parámetro del campo magnético \(\left(M\right)\), resulta en una disminución dominante dentro de la velocidad correspondiente. Físicamente, el efecto magnético genera una fuerza corporal retardante conocida como fuerza de Lorentz que crea más resistencia a la velocidad del fluido. Además, esta fuerza produce más resistencia al fenómeno del transporte masivo. La Figura 3c ilustra la influencia del parámetro del flujo del punto de estancamiento \(\left(\varepsilon \right)\) en el tiro de velocidad del fluido. Por los valores más fuertes de \(\left(\varepsilon \right)\), el bosquejo de velocidad disminuye. Físicamente, la distribución de velocidades y el espesor de la capa límite correspondiente aumentan, para estimaciones más sólidas de \(\varepsilon\), por lo tanto, el bosquejo de velocidad se reduce. La Figura 3d muestra el rendimiento del parámetro del medio poroso \(\left(\epsilon \right)\) en el boceto de velocidad. Se distingue que el perfil de velocidad se reduce al agregar las variaciones del parámetro del medio poroso \(\left(\epsilon \right)\). La Figura 3e ilustra el impacto del parámetro del fluido micropolar \((K)\) en el boceto de velocidad. Se percibe que para \(K\), el croquis de velocidad aumenta a medida que aumentan las variaciones de las estimaciones de \(K\). Por lo tanto, es obvio que el espesor de la capa límite aumentó para \(K\). La relación entre la velocidad angular y el parámetro del fluido micropolar se muestra en la Fig. 4. La figura ilustra que cuando las estimaciones del parámetro K del fluido micropolar mejoran, la velocidad angular también aumenta.

(a–e) Desviación en \(\beta, M, \varepsilon, \epsilon\) y \(K\) a lo largo de los perfiles de velocidad.

Desviación en \(K\) para perfil micropolar.

La consecuencia del parámetro del fluido viscoelástico \(\beta\) en el esquema de temperatura en la Fig. 5a. Se encuentra que con un aumento en el parámetro del fluido de segundo grado, el perfil de temperatura crece y, en consecuencia, aumenta la capa límite térmica correspondiente. En la Fig. 5b, se observa que el campo de temperatura disminuye para las variaciones más fuertes del parámetro de relajación térmica \({\delta }_{e}\). Físicamente, el parámetro de relajación temporal proporciona las condiciones correspondientes para el intercambio de temperatura y reduce el espesor de la capa límite. En consecuencia, la viscosidad del líquido aumentará ligeramente. El comportamiento de \(\theta (\eta )\) para las estimaciones mejoradas de \({P}{r}\) se muestra en la Fig. 5c. Por lo tanto, la frecuencia de dispersión espesa a la frecuencia de dispersión térmica se define como \({P}{r}\). Los efectos secundarios del parámetro de radiación térmica no lineal \((R)\) en \(\theta (\eta )\) se observan en la Fig. 5d. Se muestra que \(\theta (\eta )\) mejora debido a la mejora de las estimaciones del parámetro de radiación térmica. Los valores crecientes del parámetro de radiación térmica son los que determinan el espesor de la capa límite térmica. La Figura 5e muestra cómo el parámetro de relación de temperatura afecta el boceto de temperatura. Se muestra que el perfil de temperatura aumenta debido a las estimaciones más estrictas del parámetro de relación de temperatura \({\theta }_{w}\). La Figura 5f muestra el boceto de variación de temperatura para ver el efecto del parámetro de estratificación térmica \(S\) en el perfil de temperatura. El bosquejo de temperatura disminuye para mayores estimaciones del parámetro de estratificación térmica S. Físicamente, cuando se mejoran las estimaciones de S, el espesor de la capa límite térmica disminuye.

(a–g) Desviación en \(\beta , {\delta }_{e}, {P}{r}, R, {\theta }_{w} y \, S\) a lo largo del perfil de temperatura.

La Figura 6a demuestra el resultado del parámetro de relajación de la concentración \({\delta }_{c}\) en el borrador \(\phi \left(\eta \right)\). Está claro que al mejorar el parámetro de relajación de la concentración \({\delta }_{c}\), el perfil de concentración disminuye. Físicamente, al aumentar las estimaciones de \({\delta }_{c}\), la capa límite de concentración se vuelve más delgada. La Figura 6b describe la influencia del \(E\) (parámetro de energía de activación) en el boceto de concentración. Al mejorar el parámetro de energía de activación, se observa un incremento en el diagrama de concentración. Físicamente, la función de Arrhenius disminuye si el parámetro de energía de activación \(E\) aumenta. La Figura 6c muestra el impacto del número de Schmidt \({S}{c}\) en el esquema de concentración. Al aumentar las estimaciones del número de Schmidt \({S}{c}\), se observa una disminución en el diagrama de concentración. Dado que el número de Schmidt se define como la proporción entre el momento y la difusividad de la masa. La Figura 6d explica la desviación del esquema de concentración bajo el impacto del parámetro de estratificación de concentración \({S}^{*}\). Se ve que, al aumentar el parámetro del parámetro de estratificación de concentración \({S}^{*}\), el esquema de concentración se reduce.

(a,d) Desviación en \({\delta }_{c}\), \(E\), \({S}{c}\) y \({S}^{*}\) vs perfil de concentración.

En el presente artículo de investigación, se examina numéricamente el análisis del transporte de masa y calor del flujo del punto de estancamiento 2D de un fluido micropolar de segundo orden a través de una lámina estirable con la teoría del flujo de calor de Cattaneo-Cristove y el efecto de estratificación. Algunos resultados útiles de este trabajo se dan como,

La mejora en el boceto de velocidad se nota para las estimaciones más sólidas del parámetro de fluido de segundo grado (\(\beta\)).

Con estimaciones de M y \(\varepsilon\) más fuertes, disminuye el diagrama de velocidad.

El perfil de velocidad mejora al aumentar la estimación de K.

La velocidad angular del fluido aumenta debido a los valores más fuertes de \(K\).

Las estimaciones más sólidas de \(\beta\) y \({\delta }_{e}\) conducen a la decadencia del esquema de temperatura.

El perfil de temperatura disminuye para \({P}{r}\) y mejora para una estimación más sólida de \(R\).

A medida que aumentan los valores del parámetro de estratificación térmica, aumenta el perfil de temperatura.

El coeficiente de fricción superficial muestra un comportamiento creciente al mejorar los valores de \(K, \beta , M\) y \(\epsilon\).

Para valores mayores de \({S}^{*}\) disminuye el perfil de concentración.

Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Khan, MI y cols. Optimización de la generación de entropía y energía de activación en un flujo de convección mixto no lineal de un nanofluido hiperbólico tangente. EUR. Física. J. Plus 133(8), 1–20 (2018).

Artículo de Google Scholar

Hayat, T., Ullah, I., Alsaedi, A. y Ahamad, B. Efectos simultáneos de la convección mixta no lineal y el flujo radiativo debido a la placa de Riga con doble estratificación. J. Transferencia de calor. 140, 10 (2018).

Artículo de Google Scholar

Ibrahim, W. & Gizewu, T. Flujo de convección mixta no lineal de un fluido hiperbólico tangente con energía de activación. Transf. de calor. 49(5), 2427–2448 (2020).

Artículo de Google Scholar

Patil, PM, Shashikant, A. & Hiremath, PS Difusión de hidrógeno y oxígeno líquidos en un flujo de nanofluidos de convección mixta no lineal sobre un cono vertical. En t. J. Energía de hidrógeno 44(31), 17061–17071 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Alsaedi, A., Hayat, T., Qayyum, S. y Yaqoob, R. Flujo de nanofluidos de Eyring-Powell con convección mixta no lineal: minimización de la generación de entropía. Computadora. Métodos Prog. Biomédica. 186, 105183 (2020).

Artículo de Google Scholar

Qasemian, A., Moradi, F., Karamati, A., Keshavarz, A. & Shakeri, A. Análisis hidráulico y térmico del fluido de transmisión automática en presencia de nanopartículas y cinta retorcida: un estudio experimental y numérico. J. Universidad Central Sur. 28(11), 3404–3417 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Fathollahi, R., Alizadeh, AA, Kamaribidkorpeh, P., Abed, AM y Pasha, P. Análisis del efecto de la radiación en el flujo inestable de agua 2D MHD Al2O3 a través de láminas exprimidoras paralelas mediante AGM y HPM. Alex. Ing. J. 69, 207–219 (2023).

Artículo de Google Scholar

Irfan, M., Khan, WA, Khan, M. y Gulzar, MM Influencia de la energía de activación de Arrhenius en el flujo radiativo químicamente reactivo del nanofluido Carreau 3D con convección mixta no lineal. J. Física. Química. Sólidos 125, 141-152 (2019).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Iranmanesh, R. et al. Introducir una correlación empírica lineal para predecir la capacidad calorífica masiva de los biomateriales. Moléculas 27(19), 6540 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Khan, MI y cols. Generación de entropía en movimiento radiativo de nanofluido hiperbólico tangente en presencia de energía de activación y convección mixta no lineal. Física. Letón. A 382(31), 2017-2026 (2018).

Artículo ADS MathSciNet CAS Google Scholar

Hayat, T., Haider, F. y Alsaedi, A. Darcy-Forchheimer fluyen con convección mixta no lineal. Aplica. Matemáticas. Mec. 41 (11), 1685-1696 (2020).

Artículo MathSciNet Google Scholar

Waqas, M., Ullah, I., Hayat, T. y Alsaedi, A. Impacto de la convección mixta no lineal sobre el flujo irradiado de nanomateriales sujetos a condiciones convectivas. Árabe. J. Ciencias. Ing. 46(3), 2349–2359 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Yürüsoy, M. & Pakdemirli, M. Soluciones exactas de ecuaciones de la capa límite de un fluido especial no newtoniano sobre una lámina que se estira. Mec. Res. Comunitario. 26(2), 171-175 (1999).

Artículo MATEMÁTICAS Google Scholar

Prasad, KV, Abel, S. y Datti, PS Difusión de especies químicamente reactivas de un fluido no newtoniano sumergido en un medio poroso sobre una lámina extensible. En t. J. Mec. no lineal. 38(5), 651–657 (2003).

Artículo ADS MATEMÁTICAS Google Scholar

Riaz, A. et al. Información sobre el movimiento de los cilios del nanofluido sanguíneo de Cu conductor eléctrico a través de un canal curvo uniforme cuando la generación de entropía es significativa. Alex. Ing. J.61(12), 10613–10630 (2022).

Artículo de Google Scholar

Nadeem, S. y col. Evaluación matemática del análisis de convección y difusión para un flujo en conducto no circular con disipación viscosa: Aplicación de la fisiología. Simetría 14(8), 1536 (2022).

ADS del artículo Google Scholar

Elgazery, NS y Hassan, MA Los efectos de las propiedades variables del fluido y el campo magnético en el flujo de una película de fluido no newtoniano sobre una lámina que se estira inestable a través de un medio poroso. Comunitario. Número. Métodos Ing. 24(12), 2113–2129 (2008).

Artículo MathSciNet MATEMÁTICAS Google Scholar

Labropulu, F., Li, D. & Pop, I. Flujo de punto de estancamiento no ortogonal hacia una superficie de estiramiento en un fluido no newtoniano con transferencia de calor. En t. J. Terma. Ciencia. 49(6), 1042–1050 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Javed, T., Ali, N., Abbas, Z. y Sajid, M. Flujo de un fluido no newtoniano de Eyring-Powell sobre una lámina que se estira. Química. Ing. Comunitario. 200(3), 327–336 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Khan, Y. & Latifizadeh, H. Aplicación de nuevos métodos de perturbación de homotopía óptima y descomposición adomiana al flujo de fluido no newtoniano MHD sobre una lámina extensible. En t. J. Número. Métodos Flujo de fluido térmico 24, 124 (2014).

Artículo MathSciNet MATEMÁTICAS Google Scholar

Ibrahim, SM, Kumar, PV y Makinde, OD Reacción química y efectos de la radiación en el flujo de fluido no newtoniano sobre una lámina estirada con espesor y fuente de calor no uniformes. Defecto difuso. Foro 387, 319–331 (2018).

Artículo de Google Scholar

Mishra, SR, Shamshuddin, MD, Beg, OA y Kadir, A. Cálculo de dominio del flujo de estiramiento bidireccional radiativo-convectivo de un fluido magnético no newtoniano en medios porosos con reacciones homogéneas-heterogéneas. En t. J.Mod. Física. B 34(18), 2050165 (2020).

Artículo ADS MathSciNet CAS MATH Google Scholar

Sarada, K., Gowda, RJP, Sarris, IE, Kumar, RN y Prasannakumara, BC Efecto de la magnetohidrodinámica sobre el comportamiento de transferencia de calor de un flujo de fluido no newtoniano sobre una lámina que se estira en condiciones de desequilibrio térmico local. Fluidos 6(8), 264 (2021).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Abbas, W. & Megahed, AM Solución numérica para reacciones químicas y fenómenos de disipación viscosa en flujo de fluido MHD no newtoniano y transferencia de masa térmica debido a una lámina de estiramiento no uniforme con radiación térmica. En t. J.Mod. Física. C 32(09), 1–20 (2021).

Artículo MathSciNet Google Scholar

Liu, IC Una nota sobre la transferencia de calor y masa para un flujo hidromagnético sobre una lámina estirada. En t. Comunitario. Transf. masa calor. 32(8), 1075–1084 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Sanjayanand, E. & Khan, SK Sobre la transferencia de calor y masa en una capa límite viscoelástica, fluye sobre una lámina que se estira exponencialmente. En t. J. Terma. Ciencia. 45(8), 819–828 (2006).

Artículo de Google Scholar

Qasim, M. Transferencia de calor y masa en un fluido Jeffrey sobre una lámina extensible con fuente/disipador de calor. Alex. Ing. J. 52(4), 571–575 (2013).

Artículo de Google Scholar

Rashidi, MM, Rostami, B., Freidoonimehr, N. & Abbasbandy, S. Transferencia de masa y calor por convección libre para el flujo de fluido MHD sobre una lámina de estiramiento vertical permeable en presencia de los efectos de radiación y flotabilidad. Ain Shams Ing. J.5(3), 901–912 (2014).

Artículo de Google Scholar

Nadeem, S., Haider, JA, Akhtar, S. y Ali, S. Simulaciones numéricas de transferencia de calor por convección de un fluido viscoso dentro de una cavidad rectangular con obstáculos giratorios calentados. En t. J.Mod. Física. B 36(28), 2250200 (2022).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Nadeem, S., Ishtiaq, B., Almutairi, S. y Ghazwani, HA Impacto de la doble difusión de Cattaneo-Christov en el flujo axisimétrico del punto de estancamiento 3D de nanofluido de segundo grado hacia una placa de riga. En t. J.Mod. Física. B 36(29), 2250205 (2022).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Ishtiaq, B., Zidan, AM, Nadeem, S. y Alaoui, MK Escrutinio del flujo del punto de estancamiento de MHD en nanofluidos híbridos basado en la versión extendida de los modelos Yamada-Ota y Xue. Ain Shams Ing. J. 14(3), 101905 (2023).

Artículo de Google Scholar

Nadeem, S., Tumreen, M., Ishtiaq, B., Abbas, N. y Shatanawi, W. Flujo de nanofluidos de segundo grado sobre una superficie calumniosa vertical de Riga con modelo de doble difusión. En t. J.Mod. Física. B 36(32), 2250237 (2022).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Nadeem, S., Ishtiaq, B. y Abbas, N. Impacto de la radiación térmica en el flujo de fluido bidimensional inestable de tercer grado sobre una placa de Riga permeable que se estira. En t. J.Mod. Física. B 37(01), 2350009 (2023).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Guedri, K. et al. Información sobre la transferencia de calor de un fluido micropolar de tercer grado sobre una superficie estirada exponencialmente. Ciencia. Rep. 12(1), 15577 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sandeep, N., Kumar, BR y Kumar, MJ Un estudio comparativo de calor convectivo y transferencia de masa en el flujo de nanofluidos no newtonianos a través de una lámina extensible permeable. J. Mol. Licuado. 212, 585–591 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Qasim, M., Khan, ZH, Lopez, RJ y Khan, WA Transferencia de calor y masa en una película delgada de nanofluidos sobre una lámina de estiramiento inestable utilizando el modelo de Buongiorno. EUR. Física. J. Plus 131(1), 1–11 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Abdollahi, SA, Alizadeh, AA, Zarinfar, M. y Pasha, P. Investigación de la transferencia de calor y el flujo de fluidos entre superficies paralelas bajo la influencia de la succión e inyección de nanofluidos híbridos con técnica analítica numérica. Alex. Ing. J. 70, 423–439 (2023).

Artículo de Google Scholar

Alizadeh, AA et al. Investigación numérica del efecto de la geometría del turbulador (perturbador) sobre la transferencia de calor en un canal de sección cuadrada. Alex. Ing. J. 69, 383–402 (2023).

Artículo de Google Scholar

Fatehinasab, R., Shafiee, H., Afshari, M. & Pasha, P. Estudio híbrido de radiación e impactos magnéticos en el fluido Maxwell con la influencia de nanotubos MWCNT de dos bucles de alambre. ZAMM J. Appl. Matemáticas. Mec. 103(1), e202200186 (2023).

Artículo MathSciNet Google Scholar

Sreedevi, P., Reddy, PS y Chamkha, A. Análisis de transferencia de masa y calor del flujo inestable de nanofluidos híbridos sobre una lámina que se estira con radiación térmica. Aplica SN Ciencia. 2(7), 1–15 (2020).

Artículo de Google Scholar

Venkata Ramudu, AC, Anantha Kumar, K., Sugunamma, V. y Sandeep, N. La transferencia de calor y masa en nanofluidos MHD Casson fluye a través de una lámina que se estira con termoforesis y movimiento browniano. Transf. de calor. 49(8), 5020–5037 (2020).

Artículo de Google Scholar

Srinivasulu, T. & Goud, BS Efecto del campo magnético inclinado sobre el flujo, el calor y la transferencia de masa del nanofluido Williamson sobre una lámina extensible. Caso Stud. Termia. Ing. 23, 100819 (2021).

Artículo de Google Scholar

Sudarsana Reddy, P. & Sreedevi, P. Impacto de la reacción química y la doble estratificación en las características de transferencia de masa y calor del flujo de nanofluidos sobre una lámina porosa que se estira con radiación térmica. En t. J. Energía ambiental 43 (1), 1626–1636 (2022).

Artículo CAS Google Scholar

Nadeem, S., Ahmad, S., Issakhov, A. y Alarifi, IM Flujo de punto de estancamiento MHD de nanofluido con SWCNT y MWCNT sobre una superficie de estiramiento impulsada por la cinética de Arrhenius. Aplica. Matemáticas. A J. Chin. Univ. 37(3), 366–382 (2022).

Artículo MathSciNet MATEMÁTICAS Google Scholar

Muhammad, N., Nadeem, S. y Zaman, FD Transmisión de energía térmica en un flujo de nanofluidos ferromagnéticos. En t. J.Mod. Física. B 36(32), 2250236 (2022).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Shahzad, MH y cols. Análisis de sensibilidad para el flujo de líquido de Rabinowitsch basado en una arteria permeable constreñida con estenosis múltiples de diversas formas. Conversión de biomasa. Biorref. 1, 1-11 (2022).

Google Académico

Nadeem, S., Akhtar, S., Saleem, A., Almutairi, S., Ghazwani, HA y Eldin, SM Análisis numérico del mecanismo hemodinámico de una arteria curva con estenosis múltiple (2022).

Ishtiaq, B., Nadeem, S. y Abbas, N. Estudio teórico del flujo de fluido Maxwell inestable bidimensional sobre una placa vertical de Riga bajo efectos de radiación. Ciencia. Irán. 29(6), 3072–3083 (2022).

Google Académico

Haider, JA, Asghar, S. y Nadeem, S. Soluciones de ondas viajeras de la ecuación KdV de tercer orden utilizando el método de función elíptica de Jacobi. En t. J.Mod. Física. B 1, 2350117 (2022).

Google Académico

Nadeem, S., Tumreen, M., Ishtiaq, B. y Abbas, N. Flujo de nanofluidos tridimensionales de segundo grado con efectos MHD a través de una lámina de estiramiento difamatoria: una solución numérica. Waves Random Complex Media 1, 1–19 (2022).

Artículo de Google Scholar

Abbas, Z., Hayat, T., Sajid, M. y Asghar, S. Flujo inestable de una película de fluido de segundo grado sobre una lámina de estiramiento inestable. Matemáticas. Computadora. Modelo. 48(3–4), 518–526 (2008).

Artículo MathSciNet MATEMÁTICAS Google Scholar

Abbas Khan, A. y otros. Investigación de flujo de nanofluido micropolar de segundo grado con medio poroso sobre una lámina que se estira exponencialmente. J. Aplica. Biomateria. Función. Madre. 20, 22808000221089784 (2022).

PubMed Google Académico

Nabwey, HA y cols. Análisis computacional del flujo de fluido magnetizado de segundo grado utilizando las leyes de Fourier y Fick modificadas hacia una lámina que se estira exponencialmente. Matemáticas 10(24), 4737 (2022).

Artículo de Google Scholar

Rafiq, M. y col. Solución analítica para el flujo de fluido de segundo grado sobre una lámina estirable. AIP Avanzado. 9(5), 055313 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Descargar referencias

Los autores extienden su agradecimiento al Decanato de Investigación Científica de la Universidad King Khalid por financiar este trabajo a través de un proyecto de investigación de grupo grande con el número de subvención RGP2/153/44.

La financiación fue proporcionada por Sayed M Eldin.

Escuela de Energía e Ingeniería Eléctrica, Universidad de Jiangsu, Zhenjiang, 212013, China

Muhammad Naveed Khan y Zhentao Wang

Departamento de Matemáticas, Universidad de Sargodha, Sargodha, 40100, Pakistán

Aamir Abbas Khan

Departamento de Matemáticas, Facultad de Ciencias, Universidad de Tabuk, POBox 741, Tabuk, 71491, Arabia Saudita

Haifaa F. Alrihieli

Facultad de Ingeniería, Centro de Investigación, Universidad del Futuro en Egipto, Nuevo Cairo, 11835, Egipto

Sayed M. Eldin

Departamento de Matemáticas, Facultad de Ciencias y Humanidades de Al-Aflaj, Universidad Príncipe Sattam Bin Abdulaziz, Al-Kharj, Arabia Saudita

F. M. Aldosari

Departamento de Ingeniería Mecánica, Facultad de Ingeniería, Universidad Rey Khalid, Abha, 61421, Arabia Saudita

Ibrahim E. Elseesy

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

MNK: Conceptualización, Metodología, AAK: Software, Redacción-Preparación del borrador original, Visualización, Validación, ZW: Supervisión y evaluación, Validación y codificación de métodos, HFA: Redacción: revisión y edición, SME: Revisión y edición, FMA: Análisis formal, Corrección de datos, IEE: Modelado del problema.

Correspondencia a Zhentao Wang.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Naveed Khan, M., Abbas Khan, A., Wang, Z. et al. Investigación del flujo del punto de estancamiento de un fluido viscoelástico micropolar con la ley de Fourier y Fick modificada. Informe científico 13, 9491 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36631-1

Descargar cita

Recibido: 08 de febrero de 2023

Aceptado: 07 de junio de 2023

Publicado: 11 de junio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36631-1

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.