Published July 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Microgravity analysis of periodic oscillations of heat and mass transfer of Darcy-Forchheimer nanofluid along radiating stretching surface with Joule heating effects

Creators

  • 1. University of Sargodha
  • 2. University of Lahore
  • 3. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
  • 4. Menoufia University
  • 5. Zagazig University
  • 6. Northern Border University
  • 7. University of Ha'il
  • 8. University of Tabuk
  • 9. Palestine Technical University - Kadoorie
  • 10. Lebanese American University
  • 11. Siirt University

Description

Reduced gravity impact on mixed convection flow plays a significant role for designing of electric-generating plants in space, unwanted effects of free convection, thermodynamic stability, space devices, surface tension and movement of nanoparticles. The novelty of present work is to find the impact of reduced gravity, Joule heating and thermal radiations on Darcy Forchheimer magnetized flow of nanofluid along the stretching porous sheet. The variable gravity is assumed as temperature dependent with maximum density and maximum density. The governing model is converted into convenient model to find physical thermo parameters. The primitive steady, real and imaginary equations are formed by using stokes and primitive transformations. To make programming algorithm in FORTRAN Lahey-90/95, the primitively terms are deduced in each equation. For tabular and numerical findings of steady velocity, temperature and concentration, the implicit form of finite difference approach is applied with Gaussian elimination method. The fluctuating skin friction, fluctuating heat transfer and fluctuating mass transfer are displayed by using steady outcomes in main formula. It is found that the magnitude of fluid velocity enhances as magnetic force, reduced gravity and Darcy Forchheimer parameter enhances. It is concluded that temperature distribution decreases as magnetic force enhances. It is noted that oscillating frequency in skin friction and heat transfer enhances as Schmidt number enhances. It is found that the maximum fluctuating layer in heat and mass transfer enhances as Prandtl number enhances.

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

Translated Description (Arabic)

يلعب تأثير الجاذبية المنخفض على تدفق الحمل الحراري المختلط دورًا مهمًا في تصميم محطات التوليد الكهربائي في الفضاء، والآثار غير المرغوب فيها للحمل الحراري الحر، والاستقرار الديناميكي الحراري، والأجهزة الفضائية، والتوتر السطحي وحركة الجسيمات النانوية. تتمثل حداثة العمل الحالي في العثور على تأثير انخفاض الجاذبية وتسخين الجول والإشعاعات الحرارية على تدفق دارسي فورشهايمر الممغنط للمائع النانوي على طول الصفيحة المسامية الممتدة. يُفترض أن الجاذبية المتغيرة تعتمد على درجة الحرارة مع أقصى كثافة وأقصى كثافة. يتم تحويل النموذج الحاكم إلى نموذج مناسب للعثور على المعلمات الحرارية الفيزيائية. تتشكل المعادلات البدائية الثابتة والحقيقية والتخيلية باستخدام ستوكس والتحولات البدائية. لإنشاء خوارزمية برمجة في FORTRAN Lahey -90/95، يتم استنتاج المصطلحات البدائية في كل معادلة. بالنسبة للنتائج المجدولة والعددية للسرعة الثابتة ودرجة الحرارة والتركيز، يتم تطبيق الشكل الضمني لنهج الفرق المحدود باستخدام طريقة الحذف الغاوسي. يتم عرض احتكاك الجلد المتقلب ونقل الحرارة المتقلب ونقل الكتلة المتقلب باستخدام نتائج ثابتة في التركيبة الرئيسية. وجد أن حجم سرعة السائل يعزز كقوة مغناطيسية، ويقلل من الجاذبية ويعزز معامل دارسي فورشهايمر. ويخلص إلى أن توزيع درجة الحرارة ينخفض مع تعزيز القوة المغناطيسية. تجدر الإشارة إلى أن التردد المتذبذب في احتكاك الجلد ونقل الحرارة يتحسن مع تحسن رقم شميدت. وجد أن الطبقة المتقلبة القصوى في الحرارة ونقل الكتلة تتعزز مع تحسن عدد Prandtl.

Translated Description (French)

La réduction de l'impact de la gravité sur le flux de convection mixte joue un rôle important dans la conception de centrales électriques dans l'espace, les effets indésirables de la convection libre, la stabilité thermodynamique, les dispositifs spatiaux, la tension superficielle et le mouvement des nanoparticules. La nouveauté du présent travail est de trouver l'impact de la gravité réduite, du chauffage par effet Joule et des radiations thermiques sur l'écoulement magnétisé de nanofluide par Darcy Forchheimer le long de la feuille poreuse étirable. La gravité variable est supposée dépendante de la température avec une densité maximale et une densité maximale. Le modèle directeur est converti en modèle pratique pour trouver des paramètres thermiques physiques. Les équations primitives stables, réelles et imaginaires sont formées en utilisant des stokes et des transformations primitives. Pour faire un algorithme de programmation dans FORTRAN Lahey-90/95, les termes primitifs sont déduits dans chaque équation. Pour les résultats tabulaires et numériques de la vitesse, de la température et de la concentration constantes, la forme implicite de l'approche de la différence finie est appliquée avec la méthode d'élimination gaussienne. Le frottement fluctuant de la peau, le transfert de chaleur fluctuant et le transfert de masse fluctuant sont affichés en utilisant des résultats stables dans la formule principale. On constate que l'amplitude de la vitesse du fluide augmente à mesure que la force magnétique, la gravité réduite et le paramètre Darcy Forchheimer augmentent. Il est conclu que la distribution de la température diminue à mesure que la force magnétique augmente. Il est à noter que la fréquence d'oscillation dans le frottement cutané et le transfert de chaleur augmente à mesure que le nombre de Schmidt augmente. On constate que la couche fluctuante maximale dans le transfert de chaleur et de masse s'améliore à mesure que le nombre de Prandtl s'améliore.

Translated Description (Spanish)

La reducción del impacto de la gravedad en el flujo de convección mixta juega un papel importante para el diseño de plantas generadoras de electricidad en el espacio, los efectos no deseados de la convección libre, la estabilidad termodinámica, los dispositivos espaciales, la tensión superficial y el movimiento de nanopartículas. La novedad del presente trabajo es encontrar el impacto de la gravedad reducida, el calentamiento de Joule y las radiaciones térmicas en el flujo magnetizado de nanofluido de Darcy Forchheimer a lo largo de la lámina porosa que se estira. La gravedad variable se asume como dependiente de la temperatura con densidad máxima y densidad máxima. El modelo de gobierno se convierte en un modelo conveniente para encontrar parámetros térmicos físicos. Las ecuaciones estacionarias, reales e imaginarias primitivas se forman mediante el uso de Stokes y transformaciones primitivas. Para hacer el algoritmo de programación en FORTRAN Lahey-90/95, se deducen los términos primitivos en cada ecuación. Para los hallazgos tabulares y numéricos de velocidad constante, temperatura y concentración, la forma implícita del enfoque de diferencia finita se aplica con el método de eliminación gaussiana. La fricción fluctuante de la piel, la transferencia de calor fluctuante y la transferencia de masa fluctuante se muestran mediante el uso de resultados constantes en la fórmula principal. Se encuentra que la magnitud de la velocidad del fluido mejora a medida que aumenta la fuerza magnética, la gravedad reducida y el parámetro de Darcy Forchheimer. Se concluye que la distribución de la temperatura disminuye a medida que aumenta la fuerza magnética. Se observa que la frecuencia de oscilación en la fricción de la piel y la transferencia de calor mejora a medida que aumenta el número de Schmidt. Se encuentra que la capa fluctuante máxima en la transferencia de calor y masa mejora a medida que aumenta el número de Prandtl.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل الجاذبية الصغرى للتذبذبات الدورية للحرارة ونقل الكتلة للسائل النانوي Darcy - Forchheimer على طول سطح التمدد المشع مع تأثيرات تسخين الجول
Translated title (French)
Analyse en microgravité des oscillations périodiques du transfert de chaleur et de masse du nanofluide de Darcy-Forchheimer le long de la surface d'étirement rayonnante avec des effets de chauffage Joule
Translated title (Spanish)
Análisis de microgravedad de oscilaciones periódicas de transferencia de calor y masa del nanofluido de Darcy-Forchheimer a lo largo de la superficie de estiramiento radiante con efectos de calentamiento de Joule

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399361764
DOI
10.1016/j.rinp.2024.107810

Is supplement to
https://openalex.org/W3202065081 (Other)
https://openalex.org/W2803247751 (Other)
https://openalex.org/W2486079708 (Other)
https://openalex.org/W2469347042 (Other)
https://openalex.org/W2110417421 (Other)
https://openalex.org/W2058868311 (Other)
https://openalex.org/W2052841378 (Other)
https://openalex.org/W2043190191 (Other)
https://openalex.org/W1679696056 (Other)
https://openalex.org/W139824609 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2282453100
  • https://openalex.org/W2750059563
  • https://openalex.org/W2891954566
  • https://openalex.org/W2924357845
  • https://openalex.org/W2946466507
  • https://openalex.org/W2994090200
  • https://openalex.org/W2994945119
  • https://openalex.org/W3030980569
  • https://openalex.org/W3040747823
  • https://openalex.org/W3047107856
  • https://openalex.org/W3093193577
  • https://openalex.org/W3165863316
  • https://openalex.org/W4200220432
  • https://openalex.org/W4210691426
  • https://openalex.org/W4225552953
  • https://openalex.org/W4281704032
  • https://openalex.org/W4288069297
  • https://openalex.org/W4293240832
  • https://openalex.org/W4313578119
  • https://openalex.org/W4318477765
  • https://openalex.org/W4323315476
  • https://openalex.org/W4323318780
  • https://openalex.org/W4323364572
  • https://openalex.org/W4324026941
  • https://openalex.org/W4328110106
  • https://openalex.org/W4386865893
  • https://openalex.org/W4387459177
  • https://openalex.org/W4391065241
  • https://openalex.org/W4391104398
  • https://openalex.org/W4392404768