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Jan 17, 2024

Flusso del fluido micropolare MHD su una superficie di allungamento con effetto di fusione e scivolamento

Scientific Reports volume 13, Articolo numero: 10715 (2023) Cita questo articolo 411 Accessi Dettagli metriche Obiettivo della presente analisi è quello di rappresentare il fenomeno del trasferimento di massa-calore su MHD

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 10715 (2023) Citare questo articolo

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Obiettivo della presente analisi è quello di rappresentare il fenomeno del trasferimento di calore-massa sui microfluidi polari MHD causato da fogli permeabili e in continuo allungamento insieme agli impatti di scivolamento favoriti in un mezzo poroso. Di conseguenza, l’equazione dell’energia include il termine di sorgente/dissipatore di calore non uniforme. L'equazione relativa alla concentrazione delle specie coopera con i termini che indicano l'ordine della reazione chimica per caratterizzare le specie chimicamente reattive. Il software applicativo MATLAB con la sintassi che governa la tecnica bvp4c viene utilizzato per ridurre le equazioni di quantità di moto, micro-razioni, calore e concentrazione in opportune semplificazioni richieste per derivare le necessarie manipolazioni aritmetiche delle equazioni non lineari disponibili. Nei grafici disponibili sono rappresentati vari parametri adimensionali con conseguenze essenziali. L'analisi ha scoperto che il fluido micropolare migliora il profilo di velocità e temperatura mentre sopprime il profilo delle microrazioni, inoltre il parametro magnetico (\(M\)) e il parametro di porosità (\(K_p\)) riducono lo spessore dello strato limite della quantità di moto. Le deduzioni acquisite verificano notevole corrispondenza con quanto già riportato in una letteratura aperta.

Nel recente passato i risultati accademici del fluido micropolare hanno attirato l'attenzione di diverse comunità di ingegneri e scienziati a causa della sua circonferenza limitata associata ai fluidi newtoniani. Questi fluidi sono determinati in modo influente dall'inerzia di rotazione e rinforzano i momenti di stress e i momenti del corpo. La teoria dei microfluidi viene identificata come teoria complessa in opposizione alla teoria costitutivamente lineare e le corrispondenti manipolazioni matematiche sottostanti non sono facilmente riconducibili alla soluzione di problemi non banali in questo campo. Una sottoclasse di questi fluidi è definita come fluidi micropolari che presentano effetti microrotazionali e inerzia microrotazionale. Il quadro classico del modello Navier-Stokes trova un certo grado di limitazione in particolare nell'elenco in quanto non può descrivere ed elaborare la categoria dei fluidi appartenenti alle caratteristiche microstrutturali, fluidi che possiedono applicazioni efficaci e influenti. Pertanto, l'analisi dei fluidi micropolari suggerita da Eringen1 offre un modello definito per i fluidi che possiedono particelle polimeriche e rotanti comprendendo l'equazione del micro momento rotazionale insieme all'equazione classica del momento. Le indagini sui fluidi micropolari sono di notevole riconoscimento a causa delle numerose applicazioni in vari settori, in particolare soluzioni di sospensione, solidificazione di cristalli liquidi, sangue animale e lubrificanti esotici. Bhargava e Takhar2 hanno esplorato il trasferimento di calore dello strato limite micropolare (BL) vicino a un punto di ristagno su una parete mobile. Anika et al.3 hanno analizzato le conseguenze della diffusione termica sul flusso di fluido micropolare MHD viscoso e instabile oltre una piastra infinita insieme alla corrente di Hall e alla corrente di scorrimento ionico. Bhargava et al.4 hanno eseguito indagini numeriche sui fenomeni di trasferimento micropolare indotti dallo stiramento non lineare del foglio avvalendosi di due tecniche distinte di elementi finiti e differenze finite. Takhar et al.5 hanno esercitato una convezione mista nel flusso MHD di fluidi micropolari attraverso il foglio elastico. Bhargava e Rana et al.6 hanno esaminato il calore convettivo non lineare e il trasferimento di massa in un fluido micropolare con conduttività continuamente variabile impiegando gli obiettivi della tecnica degli elementi finiti.

Il flusso di fluido attraverso il foglio di stiramento continuo sotto l'influenza del campo magnetico disponibile ha un'enfasi significativa in diversi settori dell'ingegneria, in particolare le indagini sul plasma, l'estrazione di energia geotermica, ecc. Le indagini relative agli effetti MHD sul flusso del fluido in esame oltre un foglio di stiramento sono indicizzate in una letteratura aperta. Il primo studio di Crane7 ha affascinato molti ricercatori nell'investigare problemi simili sul flusso dello strato limite (BL) dovuto a un foglio di stiramento, poiché ha numerose applicazioni nell'industria come l'estrusione di fogli polimerici mediante un colorante, la crescita di cristalli, la colata continua e trafilatura di film plastici. Il ritmo del raffreddamento e del processo di stiramento sono gli unici fattori che influenzano direttamente le proprietà desiderate del prodotto finito. Il foglio di allungamento potrebbe non essere necessariamente lineare, come possiamo considerare anche in modo non lineare, anche se il problema potrebbe non avere una rilevanza tecnologica notevole. In considerazione di ciò, Vajravelu8 ha proposto il flusso attraverso un foglio di stiramento non lineare, mentre Cortell9,10 ha studiato il flusso e il trasporto di calore causati da un foglio di stiramento per due tipi diversi di condizioni di confine termico (TB) sul foglio, vale a dire, costante temperatura superficiale (CST) e temperatura superficiale prescritta (PST). Ganji et al.11 hanno riportato una soluzione analitica per il flusso magnetoidrodinamico dovuto a un foglio che si allunga in modo non lineare. Un lavoro simile è stato studiato da Ishak et al.12, Prasad et al.13, Van Gorder et al.14, Raftari et al.15, Abbas e Hayat16, Dadheech et al.17, Olkha et al.18 e Abel et al. .19, tra gli altri.