Modeling and analysis of the triple diffusion unsteady flow of couple stress nanofluid with variable viscosity and distinct thermal sources
Creators
- 1. Princess Nourah bint Abdulrahman University
- 2. Namal College
- 3. Prince Sattam Bin Abdulaziz University
- 4. University of Ha'il
- 5. University of Monastir
Description
Thanks to their optimal thermal characteristics, nanomaterials stand out for their varied applications in heat transfer systems, energy storage, industrial processes, and biomedical research. Recently, scientists explored various dynamic properties in nanofluid flow to develop an even better thermal model. In this context, the phenomenon of triple diffusion in nanofluids constitutes an active area of research, offering promising applications in nanotechnology, metallurgical processes, chemical reactors, and thermo-diffusion processes. This paper analyzes the triple diffusion flow of a torque-constrained nanofluid, induced by a periodically oscillating porous surface, taking into account the importance of variations in thermal consequences. The viscosity of the torque-constrained nanofluid is assumed to be temperature-dependent. The analysis takes into account the variable role of thermal conductivity, mass diffusivity, and solute volume fraction. The modeling of the problem is expressed by coupled nonlinear partial differential equations. The semi-analytic technique, known as the homotopic analysis scheme, is used for resolution. The solution is validated and confirms the convergence region. The physical aspects of the parameters are examined with regard to the parameters involved. The simulated observations reveal that with the Dufour–Lewis factor and varying mass diffusivity, an increase in solute concentration is seen. The concentration of nanoparticles decreases with the nano-Lewis number.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
بفضل خصائصها الحرارية المثلى، تبرز المواد النانوية لتطبيقاتها المتنوعة في أنظمة نقل الحرارة وتخزين الطاقة والعمليات الصناعية والبحوث الطبية الحيوية. في الآونة الأخيرة، استكشف العلماء خصائص ديناميكية مختلفة في تدفق السوائل النانوية لتطوير نموذج حراري أفضل. في هذا السياق، تشكل ظاهرة الانتشار الثلاثي في السوائل النانوية مجالًا نشطًا للبحث، حيث تقدم تطبيقات واعدة في تكنولوجيا النانو والعمليات المعدنية والمفاعلات الكيميائية وعمليات الانتشار الحراري. تحلل هذه الورقة تدفق الانتشار الثلاثي للمائع النانوي المقيد بعزم الدوران، الناجم عن سطح مسامي متذبذب بشكل دوري، مع مراعاة أهمية الاختلافات في العواقب الحرارية. يُفترض أن لزوجة المائع النانوي المقيد بعزم الدوران تعتمد على درجة الحرارة. يأخذ التحليل في الاعتبار الدور المتغير للموصلية الحرارية، والانتشار الكتلي، وكسر الحجم المذاب. يتم التعبير عن نمذجة المشكلة من خلال المعادلات التفاضلية الجزئية غير الخطية المقترنة. تُستخدم التقنية شبه التحليلية، المعروفة باسم مخطط التحليل المتماثل، للحل. يتم التحقق من صحة الحل ويؤكد منطقة التقارب. يتم فحص الجوانب المادية للمعلمات فيما يتعلق بالمعلمات المعنية. تكشف الملاحظات المحاكاة أنه مع عامل دوفور لويس والانتشار الكتلي المتفاوت، لوحظت زيادة في تركيز المذاب. ينخفض تركيز الجسيمات النانوية مع رقم نانو لويس.Translated Description (French)
Grâce à leurs caractéristiques thermiques optimales, les nanomatériaux se distinguent par leurs applications variées dans les systèmes de transfert de chaleur, le stockage d'énergie, les procédés industriels et la recherche biomédicale. Récemment, les scientifiques ont exploré diverses propriétés dynamiques dans l'écoulement des nanofluides pour développer un modèle thermique encore meilleur. Dans ce contexte, le phénomène de triple diffusion dans les nanofluides constitue un domaine de recherche actif, offrant des applications prometteuses dans les nanotechnologies, les procédés métallurgiques, les réacteurs chimiques et les procédés de thermo-diffusion. Cet article analyse le flux de triple diffusion d'un nanofluide contraint en couple, induit par une surface poreuse oscillant périodiquement, en tenant compte de l'importance des variations des conséquences thermiques. La viscosité du nanofluide à contrainte de couple est supposée être dépendante de la température. L'analyse prend en compte le rôle variable de la conductivité thermique, de la diffusivité de masse et de la fraction volumique du soluté. La modélisation du problème est exprimée par des équations aux dérivées partielles non linéaires couplées. La technique semi-analytique, connue sous le nom de schéma d'analyse homotopique, est utilisée pour la résolution. La solution est validée et confirme la région de convergence. Les aspects physiques des paramètres sont examinés au regard des paramètres impliqués. Les observations simulées révèlent qu'avec le facteur de Dufour–Lewis et la diffusivité de masse variable, une augmentation de la concentration en soluté est observée. La concentration en nanoparticules diminue avec le nombre de nano-Lewis.Translated Description (Spanish)
Gracias a sus óptimas características térmicas, los nanomateriales destacan por sus variadas aplicaciones en sistemas de transferencia de calor, almacenamiento de energía, procesos industriales e investigación biomédica. Recientemente, los científicos exploraron varias propiedades dinámicas en el flujo de nanofluidos para desarrollar un modelo térmico aún mejor. En este contexto, el fenómeno de la triple difusión en nanofluidos constituye un área activa de investigación, ofreciendo aplicaciones prometedoras en nanotecnología, procesos metalúrgicos, reactores químicos y procesos de termodifusión. En este trabajo se analiza el flujo de triple difusión de un nanofluido de par restringido, inducido por una superficie porosa periódicamente oscilante, teniendo en cuenta la importancia de las variaciones en las consecuencias térmicas. Se supone que la viscosidad del nanofluido con par restringido depende de la temperatura. El análisis tiene en cuenta el papel variable de la conductividad térmica, la difusividad de masa y la fracción de volumen de soluto. El modelado del problema se expresa mediante ecuaciones diferenciales parciales no lineales acopladas. Para la resolución se utiliza la técnica semi-analítica, conocida como esquema de análisis homotópico. La solución se valida y confirma la región de convergencia. Se examinan los aspectos físicos de los parámetros con respecto a los parámetros involucrados. Las observaciones simuladas revelan que con el factor de Dufour–Lewis y la difusividad de masa variable, se observa un aumento en la concentración de soluto. La concentración de nanopartículas disminuye con el número nano-Lewis.Files
045223_1_5.0203555.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة وتحليل التدفق غير المستقر للانتشار الثلاثي للسائل النانوي للإجهاد الزوجي مع لزوجة متغيرة ومصادر حرارية متميزة
- Translated title (French)
- Modélisation et analyse de l'écoulement instationnaire triple diffusion de nanofluide de contrainte de couple à viscosité variable et sources thermiques distinctes
- Translated title (Spanish)
- Modelado y análisis del flujo inestable de triple difusión de nanofluido de estrés de pareja con viscosidad variable y distintas fuentes térmicas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4394747146
- DOI
- 10.1063/5.0203555
References
- https://openalex.org/W2025752922
- https://openalex.org/W2068620594
- https://openalex.org/W2087534727
- https://openalex.org/W2104093710
- https://openalex.org/W2809075807
- https://openalex.org/W2895976000
- https://openalex.org/W2915842199
- https://openalex.org/W2943880760
- https://openalex.org/W2984868031
- https://openalex.org/W2994402872
- https://openalex.org/W3028641869
- https://openalex.org/W3040793094
- https://openalex.org/W3045125562
- https://openalex.org/W3083641331
- https://openalex.org/W3128395026
- https://openalex.org/W3134075239
- https://openalex.org/W3134758708
- https://openalex.org/W3150827004
- https://openalex.org/W3154061953
- https://openalex.org/W3159238452
- https://openalex.org/W3169397058
- https://openalex.org/W3177307626
- https://openalex.org/W3199720746
- https://openalex.org/W4213314275
- https://openalex.org/W4220936346
- https://openalex.org/W4294647322
- https://openalex.org/W4294724231
- https://openalex.org/W4296047224
- https://openalex.org/W4311089317
- https://openalex.org/W4317906526
- https://openalex.org/W4321769376
- https://openalex.org/W4377021363
- https://openalex.org/W4378652390
- https://openalex.org/W4381512288
- https://openalex.org/W4384828939
- https://openalex.org/W4388098040
- https://openalex.org/W4388440761
- https://openalex.org/W4388948825
- https://openalex.org/W4389502489
- https://openalex.org/W4389720823
- https://openalex.org/W4389735933
- https://openalex.org/W4390586352
- https://openalex.org/W4390738998
- https://openalex.org/W4392703728
- https://openalex.org/W4392817196