Published December 1, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Unsteady thermal transport flow of Maxwell clay nanoparticles with generalized Mittag-Leffler kernel of Prabhakar's kind

Creators

  • 1. University of Management and Technology
  • 2. UniNettuno University
  • 3. King Saud University
  • 4. Khon Kaen University

Description

The present work deals with an unsteady flow of a Maxwell fluid including clay nanoparticles via Prabhakar fractional operator. Thermal conductivity and viscosity coefficients for nanoparticles depends upon the Brinkman and Maxwell-Garnett models are computed analytically. The fractional mathematical model is developed through constitutive laws and transformed into non-dimensional form with suitable dimensionless parameters. Laplace transform is applied to obtain the generalized results for temperature and velocity distributions. The influence of volume fraction, dimensionless numbers and different fractional parameters depending upon temperature and velocity profile are justified and made up by MATHCAD software. We find several limiting solutions and compare them to the most recent literature. Furthermore, significant outcomes for clay nanoparticles with various base fluids have been reported. As a result, it is found that generalized Mittag-Leffler kernel with three parameters exhibits stronger than power law kernel and Mittag-Leffler kernel with one parameter. Water based nanoparticles shown maximum velocity with distinctive peak near the plate. For greater values of time and fractional parameters fluid properties like temperature and velocity can be enhanced.

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

Translated Description (Arabic)

يتعامل العمل الحالي مع التدفق غير المستقر لسائل ماكسويل بما في ذلك الجسيمات النانوية الطينية عبر مشغل برابهاكار الكسري. تعتمد الموصلية الحرارية ومعاملات اللزوجة للجسيمات النانوية على نموذجي برينكمان وماكسويل غارنيت المحسوبين تحليليًا. يتم تطوير النموذج الرياضي الكسري من خلال القوانين التأسيسية وتحويله إلى شكل غير بعدي مع معلمات مناسبة بلا أبعاد. يتم تطبيق تحويل لابلاس للحصول على النتائج المعممة لتوزيعات درجة الحرارة والسرعة. يتم تبرير تأثير الكسر الحجمي والأرقام اللابعادية والمعلمات الكسرية المختلفة اعتمادًا على درجة الحرارة والسرعة بواسطة برنامج MATHCAD. نجد العديد من الحلول المحدودة ونقارنها بأحدث الأدبيات. علاوة على ذلك، تم الإبلاغ عن نتائج مهمة للجسيمات الطينية النانوية ذات السوائل القاعدية المختلفة. نتيجة لذلك، وجد أن نواة Mittag - Leffler المعممة بثلاثة معلمات تظهر أقوى من نواة قانون القوة ونواة Mittag - Leffler بمعامل واحد. أظهرت الجسيمات النانوية المائية أقصى سرعة مع ذروة مميزة بالقرب من اللوحة. للحصول على قيم أكبر للوقت والمعلمات الجزئية، يمكن تحسين خصائص السوائل مثل درجة الحرارة والسرعة.

Translated Description (French)

Le présent travail traite d'un écoulement instable d'un fluide de Maxwell comprenant des nanoparticules d'argile via un opérateur fractionnaire de Prabhakar. Les coefficients de conductivité thermique et de viscosité pour les nanoparticules dépendent des modèles de Brinkman et Maxwell-Garnett qui sont calculés analytiquement. Le modèle mathématique fractionnaire est développé à travers des lois constitutives et transformé en une forme non dimensionnelle avec des paramètres sans dimension appropriés. La transformée de Laplace est appliquée pour obtenir les résultats généralisés pour les distributions de température et de vitesse. L'influence de la fraction volumique, des nombres sans dimension et des différents paramètres fractionnaires en fonction du profil de température et de vitesse est justifiée et compensée par le logiciel MATHCAD. Nous trouvons plusieurs solutions limitantes et les comparons à la littérature la plus récente. De plus, des résultats significatifs pour les nanoparticules d'argile avec divers fluides de base ont été rapportés. En conséquence, on trouve que le noyau de Mittag-Leffler généralisé avec trois paramètres présente une force supérieure à celle du noyau de loi de puissance et que le noyau de Mittag-Leffler avec un paramètre. Les nanoparticules à base d'eau ont montré une vitesse maximale avec un pic distinctif près de la plaque. Pour de plus grandes valeurs de temps et de paramètres fractionnaires, les propriétés des fluides telles que la température et la vitesse peuvent être améliorées.

Translated Description (Spanish)

El presente trabajo trata de un flujo inestable de un fluido Maxwell que incluye nanopartículas de arcilla a través del operador fraccionario Prabhakar. La conductividad térmica y los coeficientes de viscosidad de las nanopartículas dependen de que los modelos de Brinkman y Maxwell-Garnett se calculen analíticamente. El modelo matemático fraccional se desarrolla a través de leyes constitutivas y se transforma en forma no dimensional con parámetros adimensionales adecuados. La transformada de Laplace se aplica para obtener los resultados generalizados para las distribuciones de temperatura y velocidad. La influencia de la fracción de volumen, los números adimensionales y los diferentes parámetros fraccionarios en función del perfil de temperatura y velocidad están justificados y compuestos por el software MATHCAD. Encontramos varias soluciones limitantes y las comparamos con la literatura más reciente. Además, se han informado resultados significativos para las nanopartículas de arcilla con varios fluidos base. Como resultado, se encuentra que el kernel Mittag-Leffler generalizado con tres parámetros exhibe más fuerza que el kernel de ley de potencia y el kernel Mittag-Leffler con un parámetro. Las nanopartículas a base de agua muestran una velocidad máxima con un pico distintivo cerca de la placa. Para mayores valores de tiempo y parámetros fraccionarios, se pueden mejorar las propiedades del fluido, como la temperatura y la velocidad.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تدفق النقل الحراري غير المستقر لجسيمات ماكسويل الطينية النانوية مع نواة ميتاج- ليفلر المعممة من نوع برابهاكار
Translated title (French)
Flux de transport thermique instable de nanoparticules d'argile Maxwell avec noyau de Mittag-Leffler généralisé de type Prabhakar
Translated title (Spanish)
Flujo de transporte térmico inestable de nanopartículas de arcilla Maxwell con núcleo Mittag-Leffler generalizado del tipo de Prabhakar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3209913998
DOI
10.1016/j.csite.2021.101585

Is supplement to
https://openalex.org/W4317627639 (Other)
https://openalex.org/W3199119774 (Other)
https://openalex.org/W3123426594 (Other)
https://openalex.org/W3024206168 (Other)
https://openalex.org/W3005643231 (Other)
https://openalex.org/W2943866278 (Other)
https://openalex.org/W2806181810 (Other)
https://openalex.org/W2775364697 (Other)
https://openalex.org/W2089361595 (Other)
https://openalex.org/W1987255155 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1996407730
  • https://openalex.org/W2022028566
  • https://openalex.org/W2024257253
  • https://openalex.org/W2031536122
  • https://openalex.org/W2034988797
  • https://openalex.org/W2057342974
  • https://openalex.org/W2093717036
  • https://openalex.org/W2094150110
  • https://openalex.org/W2127783863
  • https://openalex.org/W2127950700
  • https://openalex.org/W2136719269
  • https://openalex.org/W2140046728
  • https://openalex.org/W2187932833
  • https://openalex.org/W2293508421
  • https://openalex.org/W2314410622
  • https://openalex.org/W2558714378
  • https://openalex.org/W2619589436
  • https://openalex.org/W2622762229
  • https://openalex.org/W2777150187
  • https://openalex.org/W2777767159
  • https://openalex.org/W2785131588
  • https://openalex.org/W2887445041
  • https://openalex.org/W2896282672
  • https://openalex.org/W2915417020
  • https://openalex.org/W2922768889
  • https://openalex.org/W3008812680
  • https://openalex.org/W3033892153
  • https://openalex.org/W3035166002
  • https://openalex.org/W3042594550
  • https://openalex.org/W3093729762
  • https://openalex.org/W3093843018
  • https://openalex.org/W3094206799
  • https://openalex.org/W3094624020
  • https://openalex.org/W3097290391
  • https://openalex.org/W3126459070
  • https://openalex.org/W3134773479
  • https://openalex.org/W3163718208
  • https://openalex.org/W3173445884
  • https://openalex.org/W3177402756
  • https://openalex.org/W3178513636
  • https://openalex.org/W3184389664
  • https://openalex.org/W3194234871
  • https://openalex.org/W3195079519
  • https://openalex.org/W3198554478
  • https://openalex.org/W3200685977
  • https://openalex.org/W3200799238
  • https://openalex.org/W3201324438
  • https://openalex.org/W3204436351
  • https://openalex.org/W3204609115
  • https://openalex.org/W3212465172
  • https://openalex.org/W3216147996
  • https://openalex.org/W4242021757
  • https://openalex.org/W602949154