Published October 1, 2022 | Version v1
Publication

Double-diffusive natural convection energy transfer in magnetically influenced Casson fluid flow in trapezoidal enclosure with fillets

  • 1. Beijing University of Technology
  • 2. University of Azad Jammu and Kashmir
  • 3. Air University
  • 4. King Abdulaziz University
  • 5. Dhahran Health Center
  • 6. King Fahd University of Petroleum and Minerals
  • 7. University of Education
  • 8. University of Okara
  • 9. Gdańsk University of Technology

Description

The prime motive of this disquisition is to deal with mathematical analysis of natural convection energy transport driven by combined buoyancy effects of thermal and solutal diffusion in a trapezoidal enclosure. Casson fluid rheological constitutive model depicting attributes of viscoelastic liquids is envisioned. The influence of the inclined magnetic field governed by Lorentz field law is also considered. To raise the essence of the presently used computational and physical domain, an innovative structural design called fillet is capitalized at the edges of the cavity. A numerical solution of the leading formulation is sought through Galerkin finite element discretization. Momentum, temperature, and concentration equations are interpolated by quadratic polynomials, whereas pressure distribution is approximated by a linear interpolating function. Domain discretized version is evaluated in view of triangular and rectangular elements. Newton's scheme is employed to resolve the non-linearly discretized system and a matrix factorization-based non-linear solver renowned as PARADISO is used. Validation of results is ascertained by forming an agreement with existing studies. Streamlines, isothermal and iso concentration contours patterns are portrayed to evaluate variation inflow distributions. Kinetic energy, local heat, and mass fluxes are also divulged in graphical and tabular formats.

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

Translated Description (Arabic)

الدافع الرئيسي لهذا الاستطلاع هو التعامل مع التحليل الرياضي لنقل طاقة الحمل الحراري الطبيعي المدفوع بتأثيرات الطفو المشتركة للانتشار الحراري والحلوي في حاوية شبه منحرفة. يتم تصور النموذج التأسيسي الانسيابي لسائل كاسون الذي يصور سمات السوائل اللزجة المرنة. كما يتم النظر في تأثير المجال المغناطيسي المائل الذي يحكمه قانون حقل لورنتز. لرفع جوهر المجال الحسابي والفيزيائي المستخدم حاليًا، يتم رسملة تصميم هيكلي مبتكر يسمى فيليه عند حواف التجويف. يتم البحث عن حل رقمي للصيغة الرائدة من خلال تقطيع العناصر المحدودة في Galerkin. يتم استيفاء معادلات الزخم ودرجة الحرارة والتركيز بواسطة متعددات الحدود التربيعية، في حين يتم تقريب توزيع الضغط بواسطة دالة استيفاء خطية. يتم تقييم الإصدار المستقل للمجال في ضوء العناصر المثلثة والمستطيلة. يتم استخدام مخطط نيوتن لحل النظام غير الخطي المقطع ويتم استخدام آلة حل غير خطية قائمة على تحليل المصفوفة إلى عوامل تشتهر باسم PARADISO. يتم التحقق من صحة النتائج من خلال تشكيل اتفاق مع الدراسات القائمة. يتم تصوير أنماط خطوط الانسيابية والتركيز المتساوي في الحرارة والتركيز الأيزو لتقييم توزيعات تدفق التباين. كما يتم الكشف عن الطاقة الحركية والحرارة المحلية والتدفقات الجماعية بتنسيقات رسومية وجدولية.

Translated Description (French)

Le motif principal de cette découverte est de traiter de l'analyse mathématique du transport d'énergie de convection naturelle entraîné par les effets combinés de flottabilité de la diffusion thermique et solutale dans une enceinte trapézoïdale. Le modèle rhéologique constitutif du fluide de Casson représentant les attributs des liquides viscoélastiques est envisagé. L'influence du champ magnétique incliné régi par la loi du champ de Lorentz est également considérée. Pour rehausser l'essence du domaine informatique et physique actuellement utilisé, une conception structurelle innovante appelée congé est capitalisée aux bords de la cavité. Une solution numérique de la formulation principale est recherchée par discrétisation par éléments finis de Galerkin. Les équations de moment, de température et de concentration sont interpolées par des polynômes quadratiques, tandis que la distribution de pression est approximée par une fonction d'interpolation linéaire. La version discrétisée du domaine est évaluée au regard des éléments triangulaires et rectangulaires. Le schéma de Newton est utilisé pour résoudre le système discrétisé non linéaire et un solveur non linéaire basé sur la factorisation matricielle connu sous le nom de PARADISO est utilisé. La validation des résultats est vérifiée en formant un accord avec les études existantes. Les courbes de niveau, les profils isothermes et les profils de concentration iso sont représentés pour évaluer les distributions des entrées de variation. L'énergie cinétique, la chaleur locale et les flux massiques sont également divulgués dans des formats graphiques et tabulaires.

Translated Description (Spanish)

El motivo principal de esta disquisición es tratar con el análisis matemático del transporte de energía de convección natural impulsado por los efectos combinados de flotabilidad de la difusión térmica y solutal en un recinto trapezoidal. Se prevé el modelo constitutivo reológico del fluido de Casson que representa los atributos de los líquidos viscoelásticos. También se considera la influencia del campo magnético inclinado regido por la ley de campo de Lorentz. Para plantear la esencia del dominio computacional y físico actualmente utilizado, se capitaliza un diseño estructural innovador llamado filete en los bordes de la cavidad. Se busca una solución numérica de la formulación líder a través de la discretización de elementos finitos de Galerkin. Las ecuaciones de momento, temperatura y concentración se interpolan mediante polinomios cuadráticos, mientras que la distribución de presión se aproxima mediante una función de interpolación lineal. La versión discretizada del dominio se evalúa en vista de los elementos triangulares y rectangulares. El esquema de Newton se emplea para resolver el sistema discretizado no lineal y se utiliza un solucionador no lineal basado en la factorización matricial conocido como PARADISO. La validación de los resultados se verifica mediante la formación de un acuerdo con los estudios existentes. Se representan patrones de contornos de líneas de flujo, isotérmicos e iso concentración para evaluar las distribuciones de entrada de variación. La energía cinética, el calor local y los flujos de masa también se divulgan en formatos gráficos y tabulares.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نقل طاقة الحمل الحراري الطبيعي مزدوج الانتشار في تدفق سائل كاسون المتأثر مغناطيسيًا في حاوية شبه منحرفة مع شرائح
Translated title (French)
Transfert d'énergie de convection naturelle à double diffusion dans un écoulement de fluide de Casson influencé magnétiquement dans une enceinte trapézoïdale avec filets
Translated title (Spanish)
Transferencia de energía de convección natural de doble difusión en flujo de fluido Casson influenciado magnéticamente en recinto trapezoidal con filetes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4284882700
DOI
10.1016/j.icheatmasstransfer.2022.106236

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1499855543
  • https://openalex.org/W1651633183
  • https://openalex.org/W1985136904
  • https://openalex.org/W1990012961
  • https://openalex.org/W1993777568
  • https://openalex.org/W2012829485
  • https://openalex.org/W2012843741
  • https://openalex.org/W2042091945
  • https://openalex.org/W2043403332
  • https://openalex.org/W2048584209
  • https://openalex.org/W2060702619
  • https://openalex.org/W2063029601
  • https://openalex.org/W2064891125
  • https://openalex.org/W2071325800
  • https://openalex.org/W2101641357
  • https://openalex.org/W2161530453
  • https://openalex.org/W2165312360
  • https://openalex.org/W2170000205
  • https://openalex.org/W226552965
  • https://openalex.org/W2323761897
  • https://openalex.org/W2549426290
  • https://openalex.org/W2592384121
  • https://openalex.org/W2780036419
  • https://openalex.org/W2800188824
  • https://openalex.org/W2907621795
  • https://openalex.org/W2943075767
  • https://openalex.org/W3036542573
  • https://openalex.org/W3036963026
  • https://openalex.org/W3127337757
  • https://openalex.org/W3184902890
  • https://openalex.org/W3193138301
  • https://openalex.org/W3196785795
  • https://openalex.org/W4205759069
  • https://openalex.org/W4210325373
  • https://openalex.org/W4213123717
  • https://openalex.org/W4220928567
  • https://openalex.org/W4241064765
  • https://openalex.org/W4281260532