Published November 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Fractional analysis of unsteady squeezing flow of Casson fluid via homotopy perturbation method

Creators

  • 1. National University of Computer and Emerging Sciences
  • 2. Capital University of Science and Technology
  • 3. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
  • 4. Future University in Egypt
  • 5. Silesian University of Technology

Description

The objective of this article is to model and analyze unsteady squeezing flow of fractional MHD Casson fluid through a porous channel. Casson fluid model is significant in understanding the properties of non-Newtonian fluids such as blood flows, printing inks, sauces and toothpaste etc. This study provides important results as unsteady flow of Casson fluid in fractional sense with aforementioned effects has not been captured in existing literature. After applying similarity transformations along with fractional calculus a highly non-linear fractional-order differential equation is obtained. Modeled equation is then solved along with no-slip boundary conditions through a hybrid of Laplace transform with homotopy perturbation algorithm. For validity purposes, solution and errors at various values in fractional domain are compared with existing results. LHPM results are better in terms of accuracy than other available results in literature. Effects of fractional parameter on the velocity profile, skin friction and behaviors of involved fluid parameters is the focal point of this study. Comprehensive, quantitative and graphical analysis is performed for investigating the effects of pertinent fluid parameters on the velocity profile and skin friction. Analysis revealed that fractional parameter depicts similar effect in case of positive and negative squeeze number. Also, skin friction decreases with an increasing fractional parameter. Moreover, in fractional environment Casson parameter has shown similar effect on the velocity profile in case of positive and negative squeeze number.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الهدف من هذه المقالة هو نمذجة وتحليل تدفق الضغط غير المستقر لسائل كاسون MHD الكسري من خلال قناة مسامية. نموذج سائل كاسون مهم في فهم خصائص السوائل غير النيوتونية مثل تدفق الدم وأحبار الطباعة والصلصات ومعجون الأسنان وما إلى ذلك. تقدم هذه الدراسة نتائج مهمة حيث لم يتم تسجيل التدفق غير المستقر لسائل كاسون بالمعنى الجزئي مع التأثيرات المذكورة أعلاه في الأدبيات الحالية. بعد تطبيق تحولات التشابه جنبًا إلى جنب مع حساب التفاضل والتكامل الكسري، يتم الحصول على معادلة تفاضلية كسور غير خطية للغاية. ثم يتم حل المعادلة المنمذجة جنبًا إلى جنب مع ظروف حدود عدم الانزلاق من خلال هجين من تحويل لابلاس مع خوارزمية اضطراب التماثل. لأغراض الصلاحية، تتم مقارنة الحل والأخطاء في قيم مختلفة في المجال الكسري بالنتائج الحالية. نتائج LHPM أفضل من حيث الدقة من النتائج الأخرى المتاحة في الأدبيات. آثار المعلمة الجزئية على ملف تعريف السرعة، واحتكاك الجلد وسلوكيات معلمات السوائل المعنية هي النقطة المحورية لهذه الدراسة. يتم إجراء تحليل شامل وكمي ورسومي للتحقيق في آثار معلمات السوائل ذات الصلة على ملف تعريف السرعة واحتكاك الجلد. كشف التحليل أن المعلمة الكسرية تصور تأثيرًا مشابهًا في حالة رقم الضغط الموجب والسالب. كما ينخفض احتكاك الجلد مع زيادة المعلمة الكسرية. علاوة على ذلك، في البيئة الكسرية، أظهرت معلمة كاسون تأثيرًا مشابهًا على ملف تعريف السرعة في حالة رقم الضغط الموجب والسالب.

Translated Description (French)

L'objectif de cet article est de modéliser et d'analyser l'écoulement instable du fluide de Casson MHD fractionné à travers un canal poreux. Le modèle de fluide de Casson est important pour comprendre les propriétés des fluides non newtoniens tels que les flux sanguins, les encres d'impression, les sauces et les dentifrices, etc. Cette étude fournit des résultats importants car l'écoulement instable du liquide de Casson dans un sens fractionné avec les effets susmentionnés n'a pas été capturé dans la littérature existante. Après avoir appliqué des transformations de similarité avec le calcul fractionnaire, une équation différentielle d'ordre fractionnaire hautement non linéaire est obtenue. L'équation modélisée est ensuite résolue avec les conditions aux limites sans glissement grâce à un hybride de transformée de Laplace avec algorithme de perturbation d'homotopie. À des fins de validité, la solution et les erreurs à diverses valeurs dans le domaine fractionnaire sont comparées aux résultats existants. Les résultats du LHPM sont meilleurs en termes de précision que les autres résultats disponibles dans la littérature. Les effets du paramètre fractionnaire sur le profil de vitesse, la friction cutanée et les comportements des paramètres de fluide impliqués sont le point focal de cette étude. Une analyse complète, quantitative et graphique est effectuée pour étudier les effets des paramètres de fluide pertinents sur le profil de vitesse et le frottement cutané. L'analyse a révélé que le paramètre fractionnaire décrit un effet similaire en cas de nombre de compression positif et négatif. De plus, le frottement cutané diminue avec un paramètre fractionnaire croissant. De plus, dans un environnement fractionnaire, le paramètre de Casson a montré un effet similaire sur le profil de vitesse en cas de nombre de compression positif et négatif.

Translated Description (Spanish)

El objetivo de este artículo es modelar y analizar el flujo de compresión inestable del fluido MHD Casson fraccional a través de un canal poroso. El modelo de fluido de Casson es importante para comprender las propiedades de los fluidos no newtonianos, como los flujos sanguíneos, las tintas de impresión, las salsas y la pasta de dientes, etc. Este estudio proporciona resultados importantes ya que el flujo inestable del fluido de Casson en sentido fraccional con los efectos mencionados anteriormente no se ha capturado en la literatura existente. Después de aplicar transformaciones de similitud junto con el cálculo fraccionario, se obtiene una ecuación diferencial de orden fraccionario altamente no lineal. A continuación, se resuelve la ecuación modelada junto con las condiciones de contorno sin deslizamiento a través de un híbrido de la transformada de Laplace con el algoritmo de perturbación de homotopía. Para fines de validez, la solución y los errores en varios valores en el dominio fraccionario se comparan con los resultados existentes. Los resultados de LHPM son mejores en términos de precisión que otros resultados disponibles en la literatura. Los efectos de los parámetros fraccionarios en el perfil de velocidad, la fricción de la piel y los comportamientos de los parámetros de fluidos involucrados son el punto focal de este estudio. Se realiza un análisis exhaustivo, cuantitativo y gráfico para investigar los efectos de los parámetros de fluidos pertinentes en el perfil de velocidad y la fricción de la piel. El análisis reveló que el parámetro fraccional representa un efecto similar en caso de número de compresión positivo y negativo. Además, la fricción de la piel disminuye con un parámetro fraccionario creciente. Además, en entornos fraccionarios, el parámetro de Casson ha mostrado un efecto similar en el perfil de velocidad en caso de número de compresión positivo y negativo.

Files

s41598-022-23239-0.pdf.pdf

Files (4.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b65371d11bced513d1136b7985fe74b4
4.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحليل الجزئي لتدفق الضغط غير المستقر لسائل كاسون عبر طريقة التشويش المثلي
Translated title (French)
Analyse fractionnée de l'écoulement de compression instable du fluide de Casson par la méthode de perturbation homotopique
Translated title (Spanish)
Análisis fraccional del flujo de exprimido inestable del fluido de Casson mediante el método de perturbación por homotopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4308026798
DOI
10.1038/s41598-022-23239-0

Is supplement to
https://openalex.org/W4377038149 (Other)
https://openalex.org/W3180443531 (Other)
https://openalex.org/W2950491349 (Other)
https://openalex.org/W2470744056 (Other)
https://openalex.org/W2362256999 (Other)
https://openalex.org/W2267170039 (Other)
https://openalex.org/W2119517210 (Other)
https://openalex.org/W2055293444 (Other)
https://openalex.org/W2048873866 (Other)
https://openalex.org/W2007245702 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1960014999
  • https://openalex.org/W1984884899
  • https://openalex.org/W2002138473
  • https://openalex.org/W2080797270
  • https://openalex.org/W2150094004
  • https://openalex.org/W2165917005
  • https://openalex.org/W2482344421
  • https://openalex.org/W2563453299
  • https://openalex.org/W2583455886
  • https://openalex.org/W2793150109
  • https://openalex.org/W2805102130
  • https://openalex.org/W2809307871
  • https://openalex.org/W2952696242
  • https://openalex.org/W2971186194
  • https://openalex.org/W3008016780
  • https://openalex.org/W3038254203
  • https://openalex.org/W3046040356
  • https://openalex.org/W3112747243
  • https://openalex.org/W3122492245
  • https://openalex.org/W3131721887
  • https://openalex.org/W3132121969
  • https://openalex.org/W3133979087
  • https://openalex.org/W3135563512
  • https://openalex.org/W3135756249
  • https://openalex.org/W3136372549
  • https://openalex.org/W3137242526
  • https://openalex.org/W3154061953
  • https://openalex.org/W3156411401
  • https://openalex.org/W3156447559
  • https://openalex.org/W3162308026
  • https://openalex.org/W3170408467
  • https://openalex.org/W3170632766
  • https://openalex.org/W3172375410
  • https://openalex.org/W3175398285
  • https://openalex.org/W3176625923
  • https://openalex.org/W3178393612
  • https://openalex.org/W3180375087
  • https://openalex.org/W3184559267
  • https://openalex.org/W3190303159
  • https://openalex.org/W3192640040
  • https://openalex.org/W3193626866
  • https://openalex.org/W3197104285
  • https://openalex.org/W3197581066
  • https://openalex.org/W3198925115
  • https://openalex.org/W3200181991
  • https://openalex.org/W3204704508
  • https://openalex.org/W3211439298
  • https://openalex.org/W3215282525
  • https://openalex.org/W4200597801
  • https://openalex.org/W4206262223
  • https://openalex.org/W4213445022
  • https://openalex.org/W4214592884
  • https://openalex.org/W4224439953
  • https://openalex.org/W4234573584
  • https://openalex.org/W4281399966
  • https://openalex.org/W4281673678
  • https://openalex.org/W4281689937
  • https://openalex.org/W4283763731
  • https://openalex.org/W4283828270
  • https://openalex.org/W4284889441
  • https://openalex.org/W4285034351
  • https://openalex.org/W4285081916
  • https://openalex.org/W4285286545
  • https://openalex.org/W4285295473
  • https://openalex.org/W4285494519
  • https://openalex.org/W4287009377
  • https://openalex.org/W4293727321