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

Features of entropy optimization on viscous second grade nanofluid streamed with thermal radiation: A Tiwari and Das model

Creators

  • 1. Capital University of Science and Technology
  • 2. Siksha O Anusandhan University
  • 3. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
  • 4. KPR Institute of Engineering and Technology
  • 5. University of Engineering and Technology Lahore
  • 6. Vellore Institute of Technology University

Description

The present investigation signifies the Second grade nanofluid stream with porous media, viscous dissipation, joule heating and thermal radiation effects over a moving flat horizontal surface with entropy analysis. This study presents a novel idea regarding the implementation of single phase (Tiwari and Das) model on Second grade fluid model by considering Engine Oil (EO) as a base fluid. Single phase model considers nanoparticles volume fraction for heat transfer enhancement instead of the Buongiorno model which heavily relies on thermophoresis and Brownian diffusion effects for heat transfer analysis. The velocity slip and convective slip boundary conditions have been employed at the surface of the sheet. By utilizing the suitable transformations, the modeled PDEs (partial-differential equations) are renewed in ODEs (ordinary-differential equations) and treated these equations analytically with the help of Variation Iteration Method (VIM). Two different classes of nanofluids, Copper-engine oil (Cu−EO) and Titanium oxide-engine oil (TiO2−EO) have been taken into considering for our analysis. The behavior of surface drag coefficient and Nusselt number for the varied values of various sundry parameters is designed via tables. Our findings show that an increase in the Reynolds and Brinkman numbers increased the overall entropy of the system. Moreover, the stricking outcome of the current study is that due to the heavier density of the Cu nanoparticle the inclusion of nanoparticle volume fraction retards the flow profile and though Cu is a good conductor of heat it boosts up the fluid temperature throughout the domain.

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

Translated Description (Arabic)

يشير الفحص الحالي إلى تيار السائل النانوي من الدرجة الثانية مع الأوساط المسامية والتبديد اللزج وتسخين الجول وتأثيرات الإشعاع الحراري على سطح أفقي مسطح متحرك مع تحليل الإنتروبيا. تقدم هذه الدراسة فكرة جديدة فيما يتعلق بتنفيذ نموذج المرحلة الواحدة (Tiwari و DAS) على نموذج سائل الصف الثاني من خلال النظر في زيت المحرك (EO) كسائل أساسي. يأخذ النموذج أحادي الطور في الاعتبار جزء حجم الجسيمات النانوية لتعزيز نقل الحرارة بدلاً من نموذج Buongiorno الذي يعتمد بشكل كبير على الترحيل الحراري وتأثيرات الانتشار البراوني لتحليل نقل الحرارة. تم استخدام شروط حد انزلاق السرعة وحدود انزلاق الحمل الحراري على سطح الورقة. من خلال استخدام التحويلات المناسبة، يتم تجديد PDEs المنمذجة (المعادلات التفاضلية الجزئية) في ODEs (المعادلات التفاضلية العادية) وتعامل هذه المعادلات تحليليًا بمساعدة طريقة تكرار التباين (VIM). تم أخذ فئتين مختلفتين من السوائل النانوية، زيت المحرك النحاسي (Cu-EO) وزيت محرك أكسيد التيتانيوم (TiO2 -EO) في الاعتبار لتحليلنا. تم تصميم سلوك معامل السحب السطحي ورقم نوسيلت للقيم المتنوعة لمختلف المعلمات المتنوعة عبر الجداول. تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن الزيادة في أرقام رينولدز وبرينكمان زادت من الإنتروبيا الكلية للنظام. علاوة على ذلك، فإن النتيجة المؤلمة للدراسة الحالية هي أنه نظرًا للكثافة الثقيلة للجسيمات النانوية النانوية، فإن تضمين جزء حجم الجسيمات النانوية يؤخر ملف التدفق، وعلى الرغم من أن النحاس موصل جيد للحرارة، فإنه يعزز درجة حرارة السائل في جميع أنحاء المجال.

Translated Description (French)

La présente étude signifie le flux de nanofluide de deuxième qualité avec des milieux poreux, une dissipation visqueuse, un chauffage au joule et des effets de rayonnement thermique sur une surface horizontale plane en mouvement avec une analyse entropique. Cette étude présente une idée nouvelle concernant la mise en œuvre du modèle monophasé (Tiwari et Das) sur le modèle de fluide de deuxième qualité en considérant l'huile moteur (EO) comme fluide de base. Le modèle monophasé prend en compte la fraction volumique des nanoparticules pour l'amélioration du transfert de chaleur au lieu du modèle de Buongiorno qui repose fortement sur la thermophorèse et les effets de diffusion browniens pour l'analyse du transfert de chaleur. Les conditions limites de glissement de vitesse et de glissement convectif ont été utilisées à la surface de la feuille. En utilisant les transformations appropriées, les EDP modélisées (équations différentielles partielles) sont renouvelées en EOD (équations différentielles ordinaires) et traitées analytiquement ces équations à l'aide de la méthode d'itération de variation (VIM). Deux classes différentes de nanofluides, l'huile de moteur au cuivre (Cu−EO) et l'huile de moteur à l'oxyde de titane (TiO2−EO) ont été prises en compte pour notre analyse. Le comportement du coefficient de traînée de surface et du nombre de Nusselt pour les valeurs variées de divers paramètres est conçu via des tableaux. Nos résultats montrent qu'une augmentation des nombres de Reynolds et de Brinkman a augmenté l'entropie globale du système. De plus, le résultat de la présente étude est qu'en raison de la densité plus élevée de la nanoparticule de Cu, l'inclusion de la fraction volumique des nanoparticules retarde le profil d'écoulement et, bien que le Cu soit un bon conducteur de chaleur, il augmente la température du fluide dans tout le domaine.

Translated Description (Spanish)

La presente investigación significa la corriente de nanofluido de segundo grado con medios porosos, disipación viscosa, calentamiento por efecto Joule y efectos de radiación térmica sobre una superficie horizontal plana en movimiento con análisis de entropía. Este estudio presenta una idea novedosa con respecto a la implementación del modelo monofásico (Tiwari y das) en el modelo de fluido de segundo grado al considerar el aceite de motor (EO) como fluido base. El modelo de fase única considera la fracción de volumen de nanopartículas para la mejora de la transferencia de calor en lugar del modelo de Buongiorno, que se basa en gran medida en los efectos de termoforesis y difusión browniana para el análisis de transferencia de calor. Las condiciones de deslizamiento de velocidad y límite de deslizamiento convectivo se han empleado en la superficie de la lámina. Al utilizar las transformaciones adecuadas, las PDE (ecuaciones diferenciales parciales) modeladas se renuevan en ode (ecuaciones diferenciales ordinarias) y se tratan estas ecuaciones analíticamente con la ayuda del Método de Iteración de Variación (VIM). Para nuestro análisis se han tenido en cuenta dos clases diferentes de nanofluidos, el aceite de cobre para motores (Cu−EO) y el aceite de óxido de titanio para motores (TiO2−EO). El comportamiento del coeficiente de arrastre superficial y el número de Nusselt para los valores variados de varios parámetros diversos se diseña a través de tablas. Nuestros hallazgos muestran que un aumento en los números de Reynolds y Brinkman aumentó la entropía general del sistema. Además, el resultado sorprendente del estudio actual es que debido a la densidad más pesada de la nanopartícula de Cu, la inclusión de la fracción de volumen de nanopartículas retrasa el perfil de flujo y, aunque el Cu es un buen conductor del calor, aumenta la temperatura del fluido en todo el dominio.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ميزات تحسين الإنتروبيا على السوائل النانوية اللزجة من الدرجة الثانية المتدفقة مع الإشعاع الحراري: نموذج Tiwari و DAS
Translated title (French)
Caractéristiques de l'optimisation de l'entropie sur un nanofluide visqueux de deuxième qualité soumis à un rayonnement thermique : un modèle Tiwari et Das
Translated title (Spanish)
Características de la optimización de la entropía en nanofluido viscoso de segundo grado transmitido con radiación térmica: un modelo Tiwari y das

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3190303159
DOI
10.1016/j.csite.2021.101291

Is supplement to
https://openalex.org/W4323349416 (Other)
https://openalex.org/W4319068917 (Other)
https://openalex.org/W4240596855 (Other)
https://openalex.org/W3122126134 (Other)
https://openalex.org/W2312634157 (Other)
https://openalex.org/W2236453176 (Other)
https://openalex.org/W2134428780 (Other)
https://openalex.org/W2086791747 (Other)
https://openalex.org/W2011781459 (Other)
https://openalex.org/W1975861351 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W2006598902
  • https://openalex.org/W2035685097
  • https://openalex.org/W2100168776
  • https://openalex.org/W2167134561
  • https://openalex.org/W2460610587
  • https://openalex.org/W2562820682
  • https://openalex.org/W2568954151
  • https://openalex.org/W2586854484
  • https://openalex.org/W2613536930
  • https://openalex.org/W2727627007
  • https://openalex.org/W2744022356
  • https://openalex.org/W2790616810
  • https://openalex.org/W2807523468
  • https://openalex.org/W2883860586
  • https://openalex.org/W2886027040
  • https://openalex.org/W2895947522
  • https://openalex.org/W2908671239
  • https://openalex.org/W2909595549
  • https://openalex.org/W2923356275
  • https://openalex.org/W2936314322
  • https://openalex.org/W2944132326
  • https://openalex.org/W2946071035
  • https://openalex.org/W2946840573
  • https://openalex.org/W2953030833
  • https://openalex.org/W2955619579
  • https://openalex.org/W2955909661
  • https://openalex.org/W2979562792
  • https://openalex.org/W2981184388
  • https://openalex.org/W2989120508
  • https://openalex.org/W2994402872
  • https://openalex.org/W3004344092
  • https://openalex.org/W3005531492
  • https://openalex.org/W3005760480
  • https://openalex.org/W3016081968
  • https://openalex.org/W3017324367
  • https://openalex.org/W3023072303
  • https://openalex.org/W3080532100
  • https://openalex.org/W3112747243
  • https://openalex.org/W3118905605
  • https://openalex.org/W3120401356
  • https://openalex.org/W3126964699
  • https://openalex.org/W3133979087
  • https://openalex.org/W3134270666
  • https://openalex.org/W3135563512
  • https://openalex.org/W3148127488
  • https://openalex.org/W3149169518
  • https://openalex.org/W3165594125
  • https://openalex.org/W4235195432
  • https://openalex.org/W623096907