Published January 1, 2024 | Version v1
Publication Open

CFD analysis of paraffin-based hybrid (Co–Au) and trihybrid (Co–Au–ZrO<sub>2</sub>) nanofluid flow through a porous medium

Creators

  • 1. Qingdao University of Technology
  • 2. Muhammad Nawaz Sharif University of Engineering & Technology
  • 3. King Khalid University
  • 4. Capital University of Science and Technology
  • 5. Islamic University of Madinah
  • 6. King Fahd University of Petroleum and Minerals
  • 7. Gulf University for Science & Technology
  • 8. Lebanese American University

Description

Abstract Ternary hybrid nanofluids possess improved thermal characteristics, enhanced stability, better physical strength, and multi-functionality as compared to hybrid or usual nanofluids. The aim of the ongoing study is to explore the novel thermal attributes of hybrid and trihybrid nanofluids through a porous medium. Whereas the nano-composition of cobalt (Co), gold (Au), and zirconium oxide (ZrO 2 ) make amalgamation in the paraffin (Pfin) which is a base fluid. This nano-composition of the proposed nanoparticles, specifically, subject to the base fluid Pfin has not been interpreted before. The analysis not only covers the features of trihybrid nanofluids (Co–Au–ZrO 2 –Pfin) but it also describes the characteristics of hybrid (Co–Au–Pfin) as well as pure nanofluids (Co–Pfin). An efficient numerical algorithm is developed for which the numerical simulations are carried out. The approximations are performed in MATLAB software using "Successive under Relaxation (SUR)" technique. A comparison, under certain limiting conditions, with the established results appraises the efficiency of the numerical code. The outcomes evidently designate that temperature raises with the change in thermal radiation and volume fraction of gold and zirconium oxide in either case of pure, hybrid, or ternary nanofluids. The concentration ϕ 3 {\phi }_{3} of ZrO 2 has a significant impact on Nusselt number rather than the concentration ϕ 1 {\phi }_{1} of cobalt and ϕ 2 {\phi }_{2} of gold. It has been comparatively noticed that the ternary nanofluids (Co–Au–ZrO 2 –Pfin) portray embellished and improvised thermal characteristics as compared to the other two cases.

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

Translated Description (Arabic)

تمتلك الموائع النانوية الهجينة الثلاثية خصائص حرارية محسنة، وثبات محسن، وقوة جسدية أفضل، ووظائف متعددة مقارنة بالموائع النانوية الهجينة أو المعتادة. الهدف من الدراسة الجارية هو استكشاف السمات الحرارية الجديدة للسوائل النانوية الهجينة والثلاثية الهجينة من خلال وسط مسامي. في حين أن التركيب النانوي للكوبالت (Co) والذهب (Au) وأكسيد الزركونيوم (ZrO 2 ) يجعل الملغم في البارافين (Pfin) وهو سائل أساسي. لم يتم تفسير هذا التركيب النانوي للجسيمات النانوية المقترحة، على وجه التحديد، الخاضعة للسائل القاعدي Pfin من قبل. لا يغطي التحليل فقط ميزات الموائع النانوية الثلاثية الهجين (Co - AU - ZrO 2 - Pfin) ولكنه يصف أيضًا خصائص الموائع النانوية الهجينة (Co - AU - Pfin) وكذلك الموائع النانوية النقية (Co - Pfin). يتم تطوير خوارزمية رقمية فعالة يتم من أجلها إجراء المحاكاة العددية. يتم إجراء التقريبات في برنامج MATLAB باستخدام تقنية "متتالية تحت الاسترخاء (SUR )". تقوم المقارنة، في ظل ظروف تقييدية معينة، بالنتائج المحددة بتقييم كفاءة الكود الرقمي. تشير النتائج بوضوح إلى أن درجة الحرارة ترتفع مع التغير في الإشعاع الحراري وجزء الحجم من الذهب وأكسيد الزركونيوم في كلتا الحالتين من السوائل النانوية النقية أو الهجينة أو الثلاثية. إن تركيز 3 {\ phi }_{ 3} من ZrO 2 له تأثير كبير على عدد نوسيلت بدلاً من تركيز 1 {\phi }_{ 1} من الكوبالت و 2 {\ phi }_{ 2} من الذهب. وقد لوحظ نسبيًا أن السوائل النانوية الثلاثية (Co - AU - ZrO 2 - Fin) تصور خصائص حرارية مزخرفة ومرتجلة مقارنة بالحالتين الأخريين.

Translated Description (French)

Résumé Les nanofluides hybrides ternaires possèdent des caractéristiques thermiques améliorées, une stabilité améliorée, une meilleure résistance physique et une multifonctionnalité par rapport aux nanofluides hybrides ou habituels. L'objectif de l'étude en cours est d'explorer les nouveaux attributs thermiques des nanofluides hybrides et trihybrides à travers un milieu poreux. Alors que la nano-composition du cobalt (Co), de l'or (Au) et de l'oxyde de zirconium (ZrO 2 ) fait l'amalgamation dans la paraffine (Pfin) qui est un fluide de base. Cette nano-composition des nanoparticules proposées, en particulier, soumises au fluide de base Pfin n'a pas été interprétée auparavant. L'analyse couvre non seulement les caractéristiques des nanofluides trihybrides (Co-Au-ZrO 2 -Pfin), mais elle décrit également les caractéristiques des nanofluides hybrides (Co-Au-Pfin) ainsi que des nanofluides purs (Co–Pfin). Un algorithme numérique efficace est développé pour lequel les simulations numériques sont réalisées. Les approximations sont effectuées dans le logiciel Matlab en utilisant la technique « Successive under Relaxation (SUR) ». Une comparaison, sous certaines conditions limitatives, avec les résultats établis évalue l'efficacité du code numérique. Les résultats indiquent évidemment que la température augmente avec le changement du rayonnement thermique et de la fraction volumique de l'or et de l'oxyde de zirconium dans les deux cas de nanofluides purs, hybrides ou ternaires. La concentration ϕ 3 {\phi }_{3} de ZrO 2 a un impact significatif sur le nombre de Nusselt plutôt que la concentration ϕ 1 {\phi }_{1} de cobalt et ϕ 2 {\phi }_{2} d'or. Il a été relativement remarqué que les nanofluides ternaires (Co–Au–ZrO 2 –Pfin) présentent des caractéristiques thermiques embellies et improvisées par rapport aux deux autres cas.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los nanofluidos híbridos ternarios poseen características térmicas mejoradas, estabilidad mejorada, mejor resistencia física y multifuncionalidad en comparación con los nanofluidos híbridos o habituales. El objetivo del estudio en curso es explorar los nuevos atributos térmicos de los nanofluidos híbridos y trihíbridos a través de un medio poroso. Mientras que la nanocomposición de cobalto (Co), oro (Au) y óxido de circonio (ZrO 2 ) se amalgama en la parafina (Pfin), que es un fluido base. Esta nano-composición de las nanopartículas propuestas, específicamente, sujetas al fluido base Pfin no ha sido interpretada con anterioridad. El análisis no solo cubre las características de los nanofluidos trihíbridos (Co-Au-ZrO 2-Pfin), sino que también describe las características de los nanofluidos híbridos (Co-Au-Pfin) y puros (Co–Pfin). Se desarrolla un algoritmo numérico eficiente para el que se realizan las simulaciones numéricas. Las aproximaciones se realizan en el software MATLAB utilizando la técnica "Successive under Relaxation (SUR)". Una comparación, bajo ciertas condiciones limitantes, con los resultados establecidos evalúa la eficiencia del código numérico. Los resultados evidentemente designan que la temperatura aumenta con el cambio en la radiación térmica y la fracción de volumen de oro y óxido de circonio en cualquier caso de nanofluidos puros, híbridos o ternarios. La concentración ϕ 3 {\phi }_{3} de ZrO 2 tiene un impacto significativo en el número de Nusselt en lugar de la concentración ϕ 1 {\phi }_{1} de cobalto y ϕ 2 {\phi }_{2} de oro. Se ha observado comparativamente que los nanofluidos ternarios (Co-Au-ZrO 2 -Pfin) presentan características térmicas embellecidas e improvisadas en comparación con los otros dos casos.

Files

pdf.pdf

Files (5.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:98ee4bfde5a2ace2cc191eb10b2e1a8f
5.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل CFD للهجين القائم على البارافين (Co - AU) والهجين الثلاثي (Co<sub> - AU - ZrO 2</sub>) تدفق السائل النانوي من خلال وسط مسامي
Translated title (French)
Analyse CFD du flux de nanofluides hybrides (Co–Au) et trihybrides (Co-Au-ZrO<sub> 2</sub>) à base de paraffine à travers un milieu poreux
Translated title (Spanish)
Análisis CFD de flujo de nanofluido híbrido (Co–Au) y trihíbrido (Co-Au-ZrO<sub> 2</sub>) a base de parafina a través de un medio poroso

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4397004886
DOI
10.1515/ntrev-2024-0024

Is supplement to
https://openalex.org/W4387013174 (Other)
https://openalex.org/W4384501983 (Other)
https://openalex.org/W3150003624 (Other)
https://openalex.org/W3095291729 (Other)
https://openalex.org/W3005225185 (Other)
https://openalex.org/W2886903305 (Other)
https://openalex.org/W2809186558 (Other)
https://openalex.org/W2754636322 (Other)
https://openalex.org/W2063777876 (Other)
https://openalex.org/W1938556690 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2003951568
  • https://openalex.org/W2021405069
  • https://openalex.org/W2030190859
  • https://openalex.org/W2496185330
  • https://openalex.org/W2550514282
  • https://openalex.org/W2789359416
  • https://openalex.org/W2791962260
  • https://openalex.org/W2888920689
  • https://openalex.org/W2898731442
  • https://openalex.org/W2994418667
  • https://openalex.org/W3005273051
  • https://openalex.org/W3014107604
  • https://openalex.org/W3039817754
  • https://openalex.org/W3093659179
  • https://openalex.org/W3121136809
  • https://openalex.org/W3138873648
  • https://openalex.org/W3146055788
  • https://openalex.org/W3164566482
  • https://openalex.org/W3180369656
  • https://openalex.org/W3183749442
  • https://openalex.org/W3186355430
  • https://openalex.org/W3196870429
  • https://openalex.org/W3207929701
  • https://openalex.org/W3208099434
  • https://openalex.org/W3211178153
  • https://openalex.org/W3212054990
  • https://openalex.org/W3215332980
  • https://openalex.org/W4200014648
  • https://openalex.org/W4220853941
  • https://openalex.org/W4220875228
  • https://openalex.org/W4221092486
  • https://openalex.org/W4224442850
  • https://openalex.org/W4225089252
  • https://openalex.org/W4282023535
  • https://openalex.org/W4284882700
  • https://openalex.org/W4284973570
  • https://openalex.org/W4285800878
  • https://openalex.org/W4291010247
  • https://openalex.org/W4292481276
  • https://openalex.org/W4296269977
  • https://openalex.org/W4296309213
  • https://openalex.org/W4302286448
  • https://openalex.org/W4306780058
  • https://openalex.org/W4307125946
  • https://openalex.org/W4307770927
  • https://openalex.org/W4308559683
  • https://openalex.org/W4311293127
  • https://openalex.org/W4311986978
  • https://openalex.org/W4312223793
  • https://openalex.org/W4312910064
  • https://openalex.org/W4313479573
  • https://openalex.org/W4313889211
  • https://openalex.org/W4316372794
  • https://openalex.org/W4317528981
  • https://openalex.org/W4317743567
  • https://openalex.org/W4319007918
  • https://openalex.org/W4319737493
  • https://openalex.org/W4319841663
  • https://openalex.org/W4323314777
  • https://openalex.org/W4324057542
  • https://openalex.org/W4361214720
  • https://openalex.org/W4361222759
  • https://openalex.org/W4362455329
  • https://openalex.org/W4362506493
  • https://openalex.org/W4366699888
  • https://openalex.org/W4366832081
  • https://openalex.org/W4372200987
  • https://openalex.org/W4376643155
  • https://openalex.org/W4379114461
  • https://openalex.org/W4379415741
  • https://openalex.org/W4379648939
  • https://openalex.org/W4381550090
  • https://openalex.org/W4383197614
  • https://openalex.org/W4386442448
  • https://openalex.org/W4386905937
  • https://openalex.org/W4387915179