Three-Dimensional Mixed Convection Flow of Viscoelastic Fluid with Thermal Radiation and Convective Conditions
- 1. Quaid-i-Azam University
- 2. King Abdulaziz University
Description
The objective of present research is to examine the thermal radiation effect in three-dimensional mixed convection flow of viscoelastic fluid. The boundary layer analysis has been discussed for flow by an exponentially stretching surface with convective conditions. The resulting partial differential equations are reduced into a system of nonlinear ordinary differential equations using appropriate transformations. The series solutions are developed through a modern technique known as the homotopy analysis method. The convergent expressions of velocity components and temperature are derived. The solutions obtained are dependent on seven sundry parameters including the viscoelastic parameter, mixed convection parameter, ratio parameter, temperature exponent, Prandtl number, Biot number and radiation parameter. A systematic study is performed to analyze the impacts of these influential parameters on the velocity and temperature, the skin friction coefficients and the local Nusselt number. It is observed that mixed convection parameter in momentum and thermal boundary layers has opposite role. Thermal boundary layer is found to decrease when ratio parameter, Prandtl number and temperature exponent are increased. Local Nusselt number is increasing function of viscoelastic parameter and Biot number. Radiation parameter on the Nusselt number has opposite effects when compared with viscoelastic parameter.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الهدف من البحث الحالي هو فحص تأثير الإشعاع الحراري في التدفق الحراري المختلط ثلاثي الأبعاد للسائل اللزج المرن. تمت مناقشة تحليل الطبقة الحدودية للتدفق بواسطة سطح ممتد بشكل كبير مع ظروف الحمل الحراري. يتم اختزال المعادلات التفاضلية الجزئية الناتجة إلى نظام من المعادلات التفاضلية العادية غير الخطية باستخدام التحويلات المناسبة. يتم تطوير حلول السلسلة من خلال تقنية حديثة تعرف باسم طريقة تحليل المثلية. يتم اشتقاق التعبيرات المتقاربة لمكونات السرعة ودرجة الحرارة. تعتمد الحلول التي تم الحصول عليها على سبعة معلمات متنوعة بما في ذلك معلمة اللزوجة المرنة، معلمة الحمل الحراري المختلط، معلمة النسبة، أس درجة الحرارة، رقم Prandtl، رقم Biot ومعلمة الإشعاع. يتم إجراء دراسة منهجية لتحليل تأثيرات هذه المعلمات المؤثرة على السرعة ودرجة الحرارة ومعاملات احتكاك الجلد ورقم Nusselt المحلي. ويلاحظ أن معلمة الحمل الحراري المختلط في الزخم وطبقات الحدود الحرارية لها دور معاكس. تم العثور على طبقة الحدود الحرارية تنخفض عند زيادة معلمة النسبة وعدد Prandtl وأس درجة الحرارة. يعمل رقم Nusselt المحلي على زيادة وظيفة المعلمة اللزجة المرنة ورقم Biot. يكون لمعلمة الإشعاع على رقم Nusselt تأثيرات عكسية عند مقارنتها بمعلمة اللزوجة المرنة.Translated Description (French)
L'objectif de la présente recherche est d'examiner l'effet du rayonnement thermique dans un flux de convection mixte tridimensionnel de fluide viscoélastique. L'analyse de la couche limite a été discutée pour l'écoulement par une surface à étirement exponentiel avec des conditions convectives. Les équations différentielles partielles résultantes sont réduites en un système d'équations différentielles ordinaires non linéaires à l'aide de transformations appropriées. Les solutions de la série sont développées à l'aide d'une technique moderne connue sous le nom de méthode d'analyse homotopique. Les expressions convergentes des composantes de vitesse et de température sont dérivées. Les solutions obtenues dépendent de sept paramètres divers, notamment le paramètre viscoélastique, le paramètre de convection mixte, le paramètre de rapport, l'exposant de température, le nombre de Prandtl, le nombre de Biot et le paramètre de rayonnement. Une étude systématique est réalisée pour analyser les impacts de ces paramètres influents sur la vitesse et la température, les coefficients de frottement cutané et le nombre de Nusselt local. On observe que le paramètre de convection mixte dans les couches limites d'impulsion et thermique a un rôle opposé. La couche limite thermique diminue lorsque le paramètre de rapport, le nombre de Prandtl et l'exposant de température sont augmentés. Le nombre de Nusselt local est une fonction croissante du paramètre viscoélastique et du nombre de Biot. Le paramètre de rayonnement sur le nombre de Nusselt a des effets opposés par rapport au paramètre viscoélastique.Translated Description (Spanish)
El objetivo de la presente investigación es examinar el efecto de la radiación térmica en el flujo de convección mixta tridimensional de fluido viscoelástico. El análisis de la capa límite se ha discutido para el flujo por una superficie que se estira exponencialmente con condiciones convectivas. Las ecuaciones diferenciales parciales resultantes se reducen a un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales utilizando transformaciones apropiadas. Las soluciones en serie se desarrollan a través de una técnica moderna conocida como el método de análisis de homotopía. Se derivan las expresiones convergentes de los componentes de velocidad y temperatura. Las soluciones obtenidas dependen de siete parámetros diversos, incluido el parámetro viscoelástico, el parámetro de convección mixta, el parámetro de relación, el exponente de temperatura, el número de Prandtl, el número de Biot y el parámetro de radiación. Se realiza un estudio sistemático para analizar los impactos de estos parámetros influyentes en la velocidad y la temperatura, los coeficientes de fricción de la piel y el número de Nusselt local. Se observa que el parámetro de convección mixta en las capas límite de momento y térmica tiene un papel opuesto. Se encuentra que la capa límite térmica disminuye cuando aumentan el parámetro de relación, el número de Prandtl y el exponente de temperatura. El número de Nusselt local es una función creciente del parámetro viscoelástico y el número de Biot. El parámetro de radiación en el número de Nusselt tiene efectos opuestos en comparación con el parámetro viscoelástico.Files
journal.pone.0090038&type=printable.pdf
Files
(837.1 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:dee4ad178e883e518f606c84c5c0bed4
|
837.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تدفق الحمل الحراري المختلط ثلاثي الأبعاد للسائل اللزج المرن مع الإشعاع الحراري وظروف الحمل الحراري
- Translated title (French)
- Flux de convection mixte tridimensionnel de fluide viscoélastique avec rayonnement thermique et conditions de convection
- Translated title (Spanish)
- Flujo de convección mixto tridimensional de fluido viscoelástico con radiación térmica y condiciones convectivas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2103494573
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0090038
References
- https://openalex.org/W1968646638
- https://openalex.org/W1968953490
- https://openalex.org/W1974831709
- https://openalex.org/W1980969563
- https://openalex.org/W1986763665
- https://openalex.org/W1989223909
- https://openalex.org/W1991336025
- https://openalex.org/W1991853223
- https://openalex.org/W1995439336
- https://openalex.org/W2004060004
- https://openalex.org/W2005237392
- https://openalex.org/W2007607362
- https://openalex.org/W2010031906
- https://openalex.org/W2014341682
- https://openalex.org/W2014649105
- https://openalex.org/W2014728800
- https://openalex.org/W2024010460
- https://openalex.org/W2026056264
- https://openalex.org/W2027312055
- https://openalex.org/W2036848171
- https://openalex.org/W2041431731
- https://openalex.org/W2057218473
- https://openalex.org/W2060689799
- https://openalex.org/W2067488776
- https://openalex.org/W2068791033
- https://openalex.org/W2071567164
- https://openalex.org/W2073901461
- https://openalex.org/W2075245913
- https://openalex.org/W2077716471
- https://openalex.org/W2092139299
- https://openalex.org/W2103587182
- https://openalex.org/W2103687859
- https://openalex.org/W2111813421
- https://openalex.org/W2134560715
- https://openalex.org/W2136546512
- https://openalex.org/W2142418682
- https://openalex.org/W2167062217
- https://openalex.org/W2606686537
- https://openalex.org/W4231795444
- https://openalex.org/W4254879547
- https://openalex.org/W634523187