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Jan 17, 2024

Fluxo de fluido micro polar MHD sobre uma superfície extensível com efeito de fusão e deslizamento

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 10715 (2023) Citar este artigo 411 Acessos Detalhes das métricas O objetivo da presente análise é representar o fenômeno da transferência de calor-massa no MHD

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 10715 (2023) Citar este artigo

411 Acessos

Detalhes das métricas

O objetivo da presente análise é representar o fenômeno de transferência de calor-massa em fluidos micropolares MHD causado por folhas permeáveis ​​e de estiramento contínuo, juntamente com impactos de deslizamento promovidos em um meio poroso. Consequentemente, a equação da energia inclui o termo fonte/dissipador de calor não uniforme. A equação referente à concentração de espécies coopera com os termos que indicam a ordem da reação química para caracterizar as espécies quimicamente reativas. O software aplicativo MATLAB com sintaxe governante da técnica bvp4c é empregado para reduzir equações de momento, microrações, calor e concentração em simplificações necessárias adequadas para derivar as manipulações aritméticas necessárias das equações não lineares disponíveis. Vários parâmetros adimensionais são retratados nos gráficos disponíveis com consequências essenciais. A análise descobriu que o fluido micropolar melhora o perfil de velocidade e temperatura enquanto suprime o perfil de micro-rações e também o parâmetro magnético (\(M\)) e o parâmetro de porosidade (\(K_p\)) reduzem a espessura da camada limite de momento. As deduções adquiridas verificam correspondência notável com o já relatado em literatura aberta.

No passado recente, o desempenho acadêmico do fluido micropolar atraiu a atenção de diversas comunidades de engenharia e de cientistas como razão de sua circunferência limitada associada aos fluidos newtonianos. Esses fluidos são determinados de forma influente pela inércia de spin e reforçam os momentos de estresse e os momentos corporais. A teoria dos microfluidos é identificada como uma teoria complexa contra o caso da teoria constitutivamente linear e as correspondentes manipulações matemáticas subjacentes não são facilmente passíveis de solução de problemas não triviais neste campo. Uma subclasse desses fluidos é definida como os fluidos micropolares que exibem efeitos micro-rotacionais e inércia micro-rotacional. A estrutura clássica do modelo Navier-Stokes encontra certo grau de limitação, particularmente a listagem, pois não pode descrever e elaborar a categoria de fluidos pertencentes às características microestruturais, fluidos que possuem aplicações eficazes e influentes. Portanto, a análise de fluidos micropolares sugerida por Eringen1 oferece um modelo definitivo para fluidos que possuem partículas poliméricas e rotativas, compreendendo a equação do momento micro rotacional juntamente com a equação do momento clássico. As investigações de fluidos micropolares são de reconhecimento significativo devido às inúmeras aplicações em diversas indústrias, particularmente soluções de suspensão, solidificação de cristais líquidos, sangue animal e lubrificantes exóticos. Bhargava e Takhar2 exploraram a transferência de calor da camada limite micropolar (BL) perto de um ponto de estagnação em uma parede móvel. Anika et al.3 analisaram as consequências da difusão térmica no fluxo de fluido micropolar viscoso e instável do MHD através de uma placa infinita juntamente com a corrente hall e de deslizamento de íons. Bhargava et al.4 realizaram investigações numéricas para fenômenos de transferência micropolar desencadeados por estiramento não linear de folhas utilizando duas técnicas distintas de elementos finitos e diferenças finitas. Takhar et al.5 exercitaram convecção mista no fluxo MHD de fluidos micropolares através da folha elástica. Bhargava e Rana et al.6 examinaram a transferência convectiva não linear de calor e massa em um fluido micropolar com condutividade continuamente variável, empregando os objetivos da técnica de elementos finitos.

O fluxo de fluido através de uma folha de estiramento contínuo sob a influência do campo magnético disponível tem ênfase significativa em vários domínios da engenharia, particularmente investigações de plasma, extração de energia geotérmica, etc. Investigações relativas aos efeitos do MHD no fluxo de fluido em consideração após uma folha de estiramento são indexadas em uma literatura aberta. O primeiro estudo de Crane7 fascinou muitos pesquisadores a investigar problemas semelhantes no fluxo da camada limite (BL) devido ao estiramento de uma folha, pois tem inúmeras aplicações na indústria como a extrusão de folhas de polímero por um corante, crescimento de cristal, fundição contínua e desenho de filmes plásticos. O ritmo de resfriamento e o processo de estiramento são os únicos fatores que afetam diretamente as propriedades desejadas do produto acabado. A folha extensível pode não ser necessariamente linear, como também podemos considerar de forma não linear, mesmo que o problema possa não ter relevância tecnológica perceptível. Em vista disso, Vajravelu8 propôs o fluxo através de uma folha de estiramento não linear, enquanto Cortell9,10 estudou o fluxo e o transporte de calor causado por uma folha de estiramento para dois tipos diferentes de condições de limite térmico (TB) na folha, ou seja, constante temperatura da superfície (CST) e temperatura da superfície prescrita (PST). Ganji et al.11 relataram solução analítica para fluxo magneto hidrodinâmico devido ao estiramento de uma folha de maneira não linear. Trabalho semelhante foi estudado por Ishak et al.12, Prasad et al.13, Van Gorder et al.14, Raftari et al.15, Abbas e Hayat16, Dadheech et al.17, Olkha et al.18 e Abel et al. .19, entre outros.