Published April 19, 2023
| Version v1
Publication
Open
Numerical simulation and mathematical modeling for heat and mass transfer in MHD stagnation point flow of nanofluid consisting of entropy generation
Creators
- 1. Quaid-i-Azam University
- 2. Christ University
- 3. Princess Nourah bint Abdulrahman University
- 4. Umm al-Qura University
- 5. Al Jouf University
- 6. King Abdulaziz University
- 7. Future University in Egypt
- 8. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
Description
The primary goal of this article is to explore the radiative stagnation point flow of nanofluid with cross-diffusion and entropy generation across a permeable curved surface. Moreover, the activation energy, Joule heating, slip condition, and viscous dissipation effects have been considered in order to achieve realistic results. The governing equations associated with the modeling of this research have been transformed into ordinary differential equations by utilizing appropriate transformation variable. The resulting system of equations was solved numerically by using Bvp4c built-in package in MATLAB. The impact of involved parameters have been graphically examined for the diverse features of velocity, temperature, and concentration profiles. Throughout the analysis, the volume fraction is assumed to be less than [Formula: see text] while the Prandtl number is set to be [Formula: see text]. In addition, the entropy generation, friction drag, Nusselt, and Sherwood numbers have been plotted for describing the diverse physical aspects of the underlying phenomena. The major outcomes reveal that the curvature parameter reduces the velocity profile and skin friction coefficient whereas the magnetic parameter, temperature difference parameter, and radiation parameter intensify the entropy generation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الهدف الأساسي من هذه المقالة هو استكشاف تدفق نقطة الركود الإشعاعي للمائع النانوي مع الانتشار المتقاطع وتوليد الانتروبيا عبر سطح منحني نفاذ. علاوة على ذلك، تم النظر في طاقة التنشيط، وتسخين الجول، وحالة الانزلاق، وتأثيرات التبديد اللزجة من أجل تحقيق نتائج واقعية. تم تحويل المعادلات الحاكمة المرتبطة بنمذجة هذا البحث إلى معادلات تفاضلية عادية باستخدام متغير التحويل المناسب. تم حل نظام المعادلات الناتج رقميًا باستخدام حزمة Bvp4c المدمجة في MATLAB. تم فحص تأثير المعلمات المعنية بيانياً للسمات المتنوعة لمقاطع السرعة ودرجة الحرارة والتركيز. طوال التحليل، يُفترض أن يكون جزء الحجم أقل من [الصيغة: انظر النص] بينما يتم تعيين رقم Prandtl ليكون [الصيغة: انظر النص]. بالإضافة إلى ذلك، تم رسم أرقام توليد الإنتروبيا وسحب الاحتكاك ونوسيلت وشيروود لوصف الجوانب الفيزيائية المتنوعة للظواهر الأساسية. تكشف النتائج الرئيسية أن معلمة الانحناء تقلل من ملف تعريف السرعة ومعامل احتكاك الجلد بينما تعمل المعلمة المغناطيسية ومعلمة فرق درجة الحرارة ومعلمة الإشعاع على تكثيف توليد الانتروبيا.Translated Description (French)
L'objectif principal de cet article est d'explorer le flux de point de stagnation radiatif du nanofluide avec une diffusion croisée et une génération d'entropie sur une surface incurvée perméable. De plus, l'énergie d'activation, le chauffage par effet joule, la condition de glissement et les effets de dissipation visqueuse ont été pris en compte afin d'obtenir des résultats réalistes. Les équations gouvernantes associées à la modélisation de cette recherche ont été transformées en équations différentielles ordinaires en utilisant une variable de transformation appropriée. Le système d'équations résultant a été résolu numériquement en utilisant le package intégré Bvp4c dans Matlab. L'impact des paramètres impliqués a été examiné graphiquement pour les diverses caractéristiques des profils de vitesse, de température et de concentration. Tout au long de l'analyse, la fraction volumique est supposée inférieure à [Formule : voir texte] tandis que le nombre de Prandtl est défini à [Formule : voir texte]. De plus, la génération d'entropie, la traînée de frottement, les nombres de Nusselt et de Sherwood ont été tracés pour décrire les divers aspects physiques des phénomènes sous-jacents. Les principaux résultats révèlent que le paramètre de courbure réduit le profil de vitesse et le coefficient de frottement de la peau, tandis que le paramètre magnétique, le paramètre de différence de température et le paramètre de rayonnement intensifient la génération d'entropie.Translated Description (Spanish)
El objetivo principal de este artículo es explorar el flujo del punto de estancamiento radiativo del nanofluido con difusión cruzada y generación de entropía a través de una superficie curva permeable. Además, se han considerado la energía de activación, el calentamiento Joule, la condición de deslizamiento y los efectos de disipación viscosa para lograr resultados realistas. Las ecuaciones gobernantes asociadas con el modelado de esta investigación se han transformado en ecuaciones diferenciales ordinarias utilizando la variable de transformación apropiada. El sistema de ecuaciones resultante se resolvió numéricamente utilizando el paquete integrado Bvp4c en MATLAB. El impacto de los parámetros involucrados se ha examinado gráficamente para las diversas características de los perfiles de velocidad, temperatura y concentración. A lo largo del análisis, se supone que la fracción de volumen es menor que [Fórmula: ver texto], mientras que el número de Prandtl se establece en [Fórmula: ver texto]. Además, se han trazado los números de generación de entropía, arrastre de fricción, Nusselt y Sherwood para describir los diversos aspectos físicos de los fenómenos subyacentes. Los principales resultados revelan que el parámetro de curvatura reduce el perfil de velocidad y el coeficiente de fricción de la piel, mientras que el parámetro magnético, el parámetro de diferencia de temperatura y el parámetro de radiación intensifican la generación de entropía.Files
s41598-023-33412-8.pdf.pdf
Files
(4.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:ed7a8a5b382fed2fdb21a39a460146ab
|
4.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المحاكاة العددية والنمذجة الرياضية للحرارة ونقل الكتلة في تدفق نقطة ركود MHD للمائع النانوي الذي يتكون من توليد الإنتروبيا
- Translated title (French)
- Simulation numérique et modélisation mathématique pour le transfert de chaleur et de masse dans l'écoulement du nanofluide au point de stagnation MHD consistant en la génération d'entropie
- Translated title (Spanish)
- Simulación numérica y modelado matemático para la transferencia de calor y masa en el flujo del punto de estancamiento MHD del nanofluido que consiste en la generación de entropía
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4366447431
- DOI
- 10.1038/s41598-023-33412-8
References
- https://openalex.org/W1968535133
- https://openalex.org/W1974831709
- https://openalex.org/W1978145204
- https://openalex.org/W1981906286
- https://openalex.org/W1984206787
- https://openalex.org/W1988308975
- https://openalex.org/W1997279140
- https://openalex.org/W1997909762
- https://openalex.org/W2013322986
- https://openalex.org/W2023642695
- https://openalex.org/W2091251900
- https://openalex.org/W2310263757
- https://openalex.org/W2476642807
- https://openalex.org/W2883744288
- https://openalex.org/W2897199120
- https://openalex.org/W2902456620
- https://openalex.org/W2942692208
- https://openalex.org/W2998379089
- https://openalex.org/W3011724314
- https://openalex.org/W3021291317
- https://openalex.org/W3029416534
- https://openalex.org/W3040461868
- https://openalex.org/W3043821354
- https://openalex.org/W3043994920
- https://openalex.org/W3087919126
- https://openalex.org/W3089833555
- https://openalex.org/W3111937719
- https://openalex.org/W3118577024
- https://openalex.org/W3127284369
- https://openalex.org/W3130275748
- https://openalex.org/W3138915987
- https://openalex.org/W3184675313
- https://openalex.org/W3194186078
- https://openalex.org/W3209350419
- https://openalex.org/W4200279148
- https://openalex.org/W4200401871
- https://openalex.org/W4210775798
- https://openalex.org/W4211172774
- https://openalex.org/W4213247570
- https://openalex.org/W4229376712
- https://openalex.org/W4281671551
- https://openalex.org/W4284963836
- https://openalex.org/W4294281065
- https://openalex.org/W4296621570
- https://openalex.org/W4300961234
- https://openalex.org/W4306366863
- https://openalex.org/W4307511431
- https://openalex.org/W4309140447
- https://openalex.org/W4309757917
- https://openalex.org/W4313260496
- https://openalex.org/W4319737493