磁気流体力学の数値解析 活性化エネルギー、ホール電流、熱放射を伴うカソンナノ流体の流れ

Scientific Reports volume 13、記事番号: 4021 (2023) この記事を引用

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この研究では、活性化エネルギー、ホール電流、熱放射、熱源/熱シンク、ブラウン運動、熱泳動の影響下で指数関数的に伸びる表面を通過するカソンナノ流体の流れ、熱、物質移動挙動を分析しました。 小さなレイノルズ数を仮定した横磁場が垂直に実装されます。 流れ、熱、物質移動の支配偏非線形微分方程式は、相似変換を使用して常微分方程式に変換され、Matlab bvp4c パッケージを使用して数値的に解かれます。 ホール電流パラメータ、熱放射パラメータ、熱源/シンクパラメータ、ブラウン運動パラメータ、プラントル数、熱泳動パラメータ、磁気パラメータのそれぞれが速度、濃度、温度に及ぼす影響をグラフで説明します。 x 方向と z 方向に沿った皮膚摩擦係数、局所ヌッセルト数、およびシャーウッド数が数値的に計算され、新たなパラメーターの内部挙動が調べられます。 流速は熱放射パラメータの減少関数であることが確認されており、その挙動はホールパラメータの場合に観察されています。 さらに、ブラウン運動パラメータの値を増加すると、ナノ粒子の濃度プロファイルが減少します。

非ニュートン流体理論は、その応用可能な特徴を考慮して広く採用されています。 非ニュートン流体は、せん断応力とせん断ひずみ速度との間に非線形の関係を示します。 自然界では、非ニュートン流体は弾性固体として機能します。つまり、小さなせん断応力では流れは発生しません。 キャソン流体は、ニュートン流体におけるそのようなモデルの 1 つです。 これは、1959 年に Casson1 によって初めて発明されました。これは、二相懸濁液の液相の構造と固体の相互作用挙動に基づいています。 カッソン液の例としては、ゼリー、蜂蜜、トマトソース、濃縮フルーツジュースなどがあります。 ヒトの血液は、フィブリノーゲン、塩基水性血漿中のグロブリン、タンパク質、ヒト赤血球などのいくつかの物質の存在下でカソン液として処理することもできます。 圧縮流れは、移動する境界層の自然応力または垂直速度によって生成されます。 絞り流の具体例としては、圧縮、ポリマー加工、射出成形などが挙げられます。 キャソン流体は、最も一般的な非ニュートン流体とみなされており、機械応用だけでなく生物工学操作、化学応用などのさまざまな分野で重要な役割を占めています。 流体力学の文脈では、カソン流体の流れの研究は、さまざまな状況に応じて数人の科学者、エンジニア、数学者、研究者によって調査されました。 キャソン流体の流れ特性に関するさまざまなパラメーターを考慮しながら、ごく最近、Seth と Bhattacharyya2 は、多孔質媒体内での N 次化学反応とニュートン加熱による流体磁気自然対流カソン流体の流れのモデリングと数値シミュレーションについて議論しました。 Seth et al.3 は、ニュートン加熱と熱拡散効果を伴う非ダーシー多孔質媒体中の二重拡散磁気流体力学キャソン流体の流れを発見しました。 Pramanik4 は、熱放射の存在下で指数関数的に多孔質の伸縮する表面を通過するカソン流体の流れに基づいて問題を解決しました。 ごく最近、Umavathi et al.5 は、対流加熱された平行なディスク間の磁気流体力学的圧搾キャッソンナノ流体の流れを研究しました。 Arshad Khan et al.6 は、ジュール加熱効果を伴う回転シリンダーを通過する水磁性キャッソンナノ流体の回転運動に関するエントロピー生成と熱解析を研究しました。 Naveenkumar ら 7 は、移動する細い針上のカソン流体の流れの動力学にわたる熱および物質移動に対する熱泳動粒子の堆積の影響を研究しました。 Alhadhrami et al.8 は、多孔質媒体中の非ニュートン カッソン流体の流れと熱伝達に対する局所的な熱非平衡効果の数値シミュレーションを研究しました。 kanayo et al.9 は、Muhammad、ヒートシンクを備えた多孔質媒体内のローレンツ力駆動リガ プレート上のカソン流体に対する二重拡散対流および相互拡散効果: 分析的アプローチをレビューしました。 Jain と Parmar 10 および Ganga ら 11 は、伸縮シート上のカソン流体のスリップフローを調査しました。 Raghunath と Obulesu12 は、熱吸収とソーレット効果を伴う化学反応の存在下で、傾斜した垂直多孔質プレートを通過する非定常磁気流体力学振動カソン流体の流れを研究しました。 Raghunath et al.13 は、熱拡散と化学反応の影響下で垂直多孔板を通過するカソン流体の流れの磁気流体力学の研究を行っています。 最近、Senapati et al.14 は、伸縮シート上の Casson ナノ流体の流れを数値的に研究しました。

ホール電流は、電流密度の絶対値と向き、つまり磁力の項で最も顕著になります。 ホール電流の影響下では、磁場による対流の問題は、変圧器、送電線、冷凍コイル、発電機、磁気流体力学加速器、ナノテクノロジー処理、流体金属を利用する核エネルギーシステム、血流制御、および発熱体。 磁場の強度が高く、ガスの密度が低い場合、ホール電流による磁気流体力学の流れの研究は、ホール加速器と飛行磁気流体力学の研究に最適です。 蠕動流は、血液の磁気流体力学的特徴、透析のプロセス、酸素化および低体温において、印加磁場の影響下で広範囲に応用されます。 非ニュートン流体の流れの探求は、産業や工学におけるその応用範囲が広いため、多くの科学者の注目を集めています。 重要な用途は、食品工学、石油生産、電力工学、ポリマー溶液およびプラスチック加工産業における溶融物に存在します。 ホールパラメータが高い場合、ホール効果は重要な役割を果たします。 ホールパラメータは、電子サイクロトロン周波数と原子電子衝突周波数の比です。 多孔質の傾斜板上で自由対流を伴う定常磁気流体力学境界層の流れは、ホール電流の存在下で可変吸引力とソレット効果を用いて Alam et al.15 によって研究されました。 Eldahab16 は、伸縮シートを通る自由対流磁気流体力学の流れとホール効果を研究しました。 Thamizsudar17 は、指数関数的に加速された垂直プレート上を流れる磁気流体力学流体の熱と物質移動に対するホール電流と回転の影響について議論しました。 Ibrahim と Anbessa18 は、スペクトル緩和法を使用して、ホール効果とイオンスリップ効果を伴うナノ流体の混合対流を研究しました。 ホール電流の影響を伴う一次元非定常磁気流体力学の微極流体の流れは、Islam et al.19 によって解析されました。 多孔質の飽和空間を介した化学反応性の第 2 グレードは、摂動技術を使用して Raghunath ら 20 によって研究されました。 Raghunath et al.21 は、多孔質媒体を通るジェフリー流体の非定常流れに対するソレット、回転、ホール、およびイオンスリップの影響を調査しました。 Raghunath と Mohanaramana22 は、化学反応と整列した磁場の存在下で、多孔質媒体を通る 2 級流体の非定常磁気流体力学回転流に対するホール、ソレット、および回転効果を研究しました。

熱放射は、表面から熱を放散する上で重要な役割を果たします。 チョッパー、宇宙船、信頼性の高い機器設計、衛星、原子炉、ミサイル、宇宙技術、高温関連手順などの製造業に応用されています。 Jamshedら23は、多孔質の平面を通過する第2グレードのナノ流体の流れの放射熱伝達、つまり単相数学モデルを研究した。 Arshadkhan et al.24 は、粘性散逸、磁気効果、ホール電流を伴う細い可動針を通過する化学反応性ナノ流体の流れをレビューしました。 Arshad khan et al.25 は、ジュール散逸衝撃を利用した、回転シリンダー上の流体磁性キャッソンナノ流体流の放射渦運動をレビューしました。 Islam et al.26 は、ジュール加熱と熱源/シンク効果を伴う、伸縮シリンダー上のマクスウェル ナノ流体の放射混合対流を研究しました。 Khan et al.27 は、粘性散逸を伴う細い撹拌針上での生物対流と化学反応性のハイブリッド ナノ流体の流れについて議論しています。

移動する流体の発熱・吸収パラメータの研究は、さまざまな物理的問題に影響を与えます。 不均一な発熱は、放熱の問題において重要な役割を果たします。 電子技術の加速的な発展に伴い、電子機器の効率的な冷却はさまざまな電子機器を冷却するように進化しており、メインフレーム用の個別のトランジスタと電話交換機用の電源によって提供されます。 発熱/吸収の影響は、ベース流体の熱効率に重要な役割を果たします。 その関連性は、核燃料残留物の熱放出、食料貯蔵、プラスチックおよびゴムシートの製造、固定床原子炉内の流体の動きなどに見られます。 最近、Raghunath et al.28 は、異なる流れの形状に対する熱吸収の影響を研究しました。 Kumar と Singh29 は、垂直方向の同心円環領域を通る磁気流体力学の定常層流境界層自然対流に対する熱源/シンクの影響を調査しました。 伸縮表面上の粘弾性流体に対する熱伝達、放射、および熱源/シンクの効果は、Bataller30 によって解析されました。 熱源と化学反応が対流表面状態で移動する垂直プレートを通過する磁気流体力学の流れに与える影響は、Dharmendar と Shankar31 によって分析されています。 Arshad Khan et al.32 は、アレニウス活性化エネルギー、粘性散逸、二元化学反応の影響を受ける細い可動針上の生物対流微極ナノ流体の流れを研究しました。 Naveen Kumar ら 33 は、伸縮シリンダーに沿った強磁性流体の流れの熱および物質移動に対する熱泳動拡散堆積速度の影響に関する包括的な研究を行いました。 Punith et al.34 は、非ニュートンナノ流体のマランゴニ駆動境界層流の熱と物質移動に対する二元化学反応と活性化エネルギーの影響を調査しました。 Naveed Khan ら 35 は、曲面を伴う対流境界条件にさらされる過渡生物対流マクスウェル ナノ流体の熱と物質移動の側面を研究しました。 Naveenkumar ら 36 は、3 つのさまざまな形状のナノ粒子を運ぶ水ベースの三元ハイブリッド ナノ流体の 3 次元非定常磁性流体流における熱伝達解析、比較研究をレビューしました。 Varunkumar et al.37 は、湾曲した伸縮可能な表面上のハイブリッド ナノ流体流におけるアレニウス活性化エネルギーの探索を表現しました。 Ravisha et al.38 は、不均質なブリンクマン多孔質媒体中で浸透性強対流を実現しました。 Naveen Kumar et al.39 は、KKL モデルを使用して、伸縮シート上の放射ナノ流体の流れに対する磁気双極子の影響を調査しています。 Punith Gowda et al.40 は、化学反応による平面の伸縮によって誘発される 3 次元の非ニュートン磁性流体の流れについて議論しています。 Sarada et al.41 は、非フーリエ熱流束モデルを利用することにより、水ベースの三元ハイブリッドナノ流体の流れに対する内部発熱の指数関数的な影響を研究しました。 Sarada et al.42 は、局所的な熱非平衡条件下での伸縮シート上の非ニュートン流体の流れの熱伝達挙動に対する磁気流体力学の影響について議論しました。 Prasannakumara と Punith Gowda43 は、均一な水平磁場と熱泳動粒子の堆積の影響下での放射流体の流れの熱および物質移動解析を研究しました。 参考文献 44、45、46 では、材料科学の分野におけるいくつかの先進的な研究成果 47、48、49、50、51 が示されており、異なる幾何学上の高度に非線形な微分方程式と材料の問題に取り組むための解析的手法と数値的手法の両方が強調されています。

現在の研究は、Ibrahim と Anbessa の拡張作業です18。 この研究では、ホール電流、熱放射、ブラウン運動と熱泳動、熱源/シンクの存在下で、指数関数的に伸びる表面を通過するカソンナノ流体の流れ、熱、物質移動の挙動を分析しました。 流れ、熱、物質移動の支配的な偏非線形微分方程式は、相似変換を使用して常微分方程式に変換され、数値的に解かれます。 速度、温度、濃度プロファイルに対するさまざまな無次元支配パラメーターの影響が議論され、グラフで表示されます。 いくつかの特殊な条件下では、本研究の結果は既存の研究と見事に一致しています。

ここでは、ホール電流効果の存在下で、平面 y = 0 と一致する垂直伸縮シートに沿った非圧縮性流体磁性カソンナノ流体の流れの定常的な熱と物質移動が考慮されました。 原点を固定したままにすることで、2 つの反対の等しい力が X 軸に沿って適用されると想定され、シートは正負の両方向に直線的に伸びます (図 1 を参照)。 イブラヒムとアンベッサが従う支配方程式とそれに対応する境界条件。

非ニュートンナノ流体が導電性であり、熱を発生/吸収すると仮定して、流れの方向に垂直に強い磁場が印加されています。

さらに、電界が印加されることは想定されておらず、ホール電流効果の発生には原子と電子の衝突頻度も高いと考えられています52。

磁束密度 B0 が強いため、ホール電流効果が考慮されますが、小さな磁気レイノルズ数が使用され、誘導磁場は無視されます。

ホール電流効果は、z 方向の力を引き起こすのに十分なほど強力であり、同じ方向に横流が誘発され、流れが生じます。

さらに、z 方向の流れ、熱、物質の移動には変化がないと仮定します。 この仮定は、無限幅のシートを採用することで達成できます。

さらに、粘性散逸とジュール加熱の影響は無視されます。

問題の物理構成。

上記の仮定とブシネスク近似により、問題の数学的形式は次のようになります。

支配的な偏微分方程式に対応する境界条件は次のとおりです。

光学的に厚い流体では放出に加えて自己吸収も存在するため、Rosseland 近似は放射熱流束ベクトル qr に使用できます。 通常、吸収係数は波長に依存し、重要であるため、Rosseland 近似を使用できます。 したがって、qr の定義は 35 です。

この式において、k* はロッセランド平均吸収係数を表し、σ1 はステファン・ボルツマン定数を表します。

私たちは、流れ内の温度変化はあまり重要ではないという仮定の下で作業を行っており、T4 を線形関数として記述することができます。 プロセス内の高次変数を無視して、テイラー級数を使用して自由流温度 T に関して T'4 を拡張します。 これから導き出される近似値は次のとおりです。

エネルギーの方程式（３）は、方程式と式を組み合わせることで得られる。 (7) と (8) は次のようになります。

偏微分方程式を無次元の常微分方程式に変換するために使用される相似変換

置換式 (10) を式に代入します。 (2)、(3)、(5)、および (9) から次の無次元方程式が得られます。

相関する無次元境界条件 (BC) は次のとおりです。

次元を含まない方程式では、重要なパラメータは次のように定義されます。

x Cfx 方向および z Cfz 方向の局所的な皮膚摩擦係数、局所的なヌッセルト数 Nux、および局所的なシャーウッド数 Shx は、流れに影響を与える関連する物理量です。 これらの数値には次の定義があります。

ここで、τwx、τwy、qw、jw はそれぞれ壁の表皮摩擦、壁の熱流束、壁の質量流束であり、次式で与えられます。

皮膚摩擦係数、ヌッセルト数、およびシャーウッド数はすべて、次のように類似性変数に関して無次元バージョンで表現されます。

制約 15 の影響を受けやすい非線形 ODE システム (11 ～ 14) は、関連パラメーターのさまざまな値に対してシューティング手法を使用して解決されました。 グラフから、値が 8 より大きい場合、解の挙動はあまり変化しないことがわかりました。このため、上記の計算実験の結果に基づいて、範囲 [範囲 [0, ∞] ではなく、問題の領域として 0, 8] を定義します。境界値問題 (11–15) を9 個の一次微分方程式からなる次の初期値問題。

接線速度 fi(η)、横速度 g(η)、ナノ粒子濃度 φ(η)、および温度 θ(η) プロファイルに対するさまざまな物理パラメータの影響を想像するために、図 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、図２７にプロットされている。 これらすべての計算では、特に記載がない限り、Nb = 0.3、Nt = 0.7、P r = 0.71、Le = 0.6、β = 0.5、M = 0.5、m = 0.2、Grx = 0.5、Grc = 0.5、Q を考慮しました。 = 0.5、R = 1、E = 0.5

接線速度 f'(η) に対する磁場パラメーター (M) の影響。

横速度 g(η) に対する磁場パラメーター (M) の影響。

温度θ(η)に対する磁場パラメータ(M)の影響。

磁場パラメータ (M) が濃度 ϕ(η) に及ぼす影響。

接線速度 f'(η) に対するホール パラメーター (m) の影響。

横速度 g(η) に対するホール パラメーター (m) の影響。

温度θ(η)に対するホールパラメータ(m)の影響。

濃度 ϕ(η) に対するホール パラメーター (m) の影響。

接線速度 f'(η) に対するカソン流体パラメータ (β) の影響。

横速度 g(η) に対するカソン流体パラメータ (β) の影響。

接線速度 f'(η) に対する熱グラスホフ数 (Grx) の影響。

横速度 g(η) に対する熱グラスホフ数 (Grx) の影響。

接線速度 f'(η) に対する質量グラスホフ数 (Grc) の影響。

横速度 g(η) に対する質量グラスホフ数 (Grc) の影響。

温度θ(η)に対する放射パラメータ(R)の影響。

濃度 ϕ(η) に対する放射線パラメータ (R) の影響。

熱源パラメータ (Q) が温度 θ(η) に及ぼす影響。

熱源パラメータ (Q) が濃度 ϕ(η) に及ぼす影響。

温度 θ(η) に対するブラウン運動パラメータ (Nb) の影響。

濃度 ϕ(η) に対するブラウン運動パラメータ (Nb) の影響。

熱泳動パラメータ (Nt) が温度 θ(η) に及ぼす影響。

濃度 ϕ(η) に対する熱泳動パラメータ (Nt) の影響。

温度θ(η)に対するルイス数(Le)の影響。

濃度 ϕ(η) に対するルイス数 (Le) の影響。

活性化エネルギー (E) が濃度 ϕ(η) に及ぼす影響。

濃度 ϕ(η) に対する化学反応速度の影響。

図2、3、4、5は、それぞれ接線速度f'(η)、横速度g(η)、温度θ(η)、濃度φ(η)プロファイルに対する磁気パラメータMの影響を示しています。 速度プロファイル f'(η) は M の値の増加とともに減少し、同じ挙動が横速度 g(η) でも観察され、温度 θ(η) と濃度 φ(η) プロファイルは M の増加につれて増加します。 M が増加すると、ローレンツ力と呼ばれる抗力が増加します。 この力はナノ流体の流れに逆らうため、流れ方向の速度は減少します。 さらに、流れと直交する方向に強い磁場を持つ導電性ナノ流体を考慮するため、M の増加により z 方向の力が増加し、横方向速度プロファイル g(η) が減少します。

図6、7、8、9は、接線速度fi(η)、横速度g(η)、ナノ粒子濃度φ(η)、および温度θ(η)プロファイルに対するホールパラメータmの影響をそれぞれ示しています。 それは図で観察されます。 図６および７に示されるように、速度ｆ'（η）およびｇ（η）プロファイルは、ｍが増加するにつれて増加する。 しかし、図2および3に示すように、温度と濃度のプロファイルはmの増加とともに減少します。 これは、ホールパラメータを囲むことにより、実効伝導率が減少する効果により、磁場によって生じる抵抗力が減少するためである。 したがって、ホール パラメータが増加すると、速度成分も増加します。

図 10 と 11 は、速度プロファイルに対する Casson パラメータ (β) の影響を示しています。 β が増加すると、速度と境界層の厚さが減少することがわかります。 したがって、粘性流体と比較すると、カソン流体の速度の大きさは大きくなります。

図１〜図４において、 図１２、１３、１４、１５には、接線速度ｆ'（η）、横速度ｇ（η）に対する熱グラスホフＧｒおよび質量グラスホフＧｍ数の影響がそれぞれ表示されている。 グラスホフ数は粘性力に対する浮力の比であり、自然対流によって現れるため、流体の接線速度と横速度が増加します。 これは、グラスホフ数が大きいほど浮力が大きいことを意味し、流れの動きが大きいことを意味するという事実により発生します。 図 8 と 9 は、それぞれ温度と濃度プロファイルに対する溶質グラスホフ数の影響を示しています。 溶質グラスホフ数の増加は、粘性力の減少を意味し、流体の温度と濃度が低下します。

図 16、17 は、温度フィールドと濃度フィールドの両方における熱放射パラメータ (R) の挙動を示しています。 R の値が高くなると温度が強化されることを観察するのは興味深いことです。これは、放射パラメータが流れ領域で熱エネルギーを生成するためです。したがって、温度場では強化が見られますが、濃度では逆の挙動が見られます。

図 18 は、熱源/シンクの抵抗の増加に伴って温度 θ(η) が増加することを示しています。発熱の抵抗の増加により、温度が上昇します。 集中の場合には、逆の挙動が観察されます (図 19)。

温度および濃度プロファイルに対するブラウン運動パラメータ Nb の影響を図 1 と 2 で調べます。 これらの図から、Nb の値が増加すると温度が上昇する一方、ナノ粒子の濃度プロファイルが低下することがわかります。 ブラウン運動は、流体中に浮遊するナノ粒子のランダムな運動であり、ナノ粒子と流体粒子の衝突によって引き起こされます。 熱泳動効果の増加はブラウン運動効果の増加を引き起こし、その結果、運動エネルギーの増加により温度が上昇します。

図２２および２３は、温度およびナノ粒子濃度プロファイルに対する熱泳動パラメータＮｔの影響を示す。 Nt の増加に伴って温度と濃度場が増加することが観察できます。 熱泳動パラメータは熱伝達の流れにおいて重要な役割を果たします。 Nt が増加すると熱泳動力が強化され、ナノ粒子が高温領域から低温領域に移動する傾向があり、その結果、温度と境界層の厚さが増加します。

図 24 および 25 は、それぞれ温度およびナノ粒子濃度プロファイルに対するルイス数 (Le) の影響を示しています。 Le の増加により温度が上昇する一方、ルイス数の増加により濃度が低下することが観察されます。

図 26 は、活性化エネルギー (E) が濃度場に与える影響を示しています。 グラフは、E の値が大きいほど濃度プロファイルが増加することを示しています。アレニウス関数は、活性化エネルギーの値が雪だるま式に増加することによって劣化し、その結果、生成化学反応が促進され、濃度場の改善が引き起こされます。 低温が発生し、活性化エネルギーが高くなると、反応速度定数が小さくなり、化学反応が遅くなります。 このようにして、濃度プロファイルが向上します。 図 27 は、化学反応速度が増加すると、化学反応速度が高く、降下溶質の境界層が厚くなるため、濃度プロファイルが大幅に減少することを示しています。 化学反応パラメータが着実に増加すると、化学反応パラメータの値が増加するため、係数 (1 + θ) e−E/(1+θ) が増加します。

局所シャーウッド数、皮膚摩擦係数、局所ヌッセルト数に対するさまざまな物理パラメータの影響は、Nb = 0.3、β = 0.5、Nt = 0.7、Pr = 0.71、Le = 0.6、M = 0.5、表 1 に示すように、m = 0.2、Grx = 0.5、Grc = 0.5、Q = 0.5、R = 1 が列挙されます。熱グラスホフ数 Gr が増加するにつれて、x − 方向の皮膚摩擦係数が減少することがわかります。 、質量グラショフ数 Gm、ホール電流パラメータ m、ブラウン運動パラメータ Nb は大きくなりますが、磁気パラメータ M、熱源パラメータ、放射線およびプラントル数 Pr、熱泳動パラメータ Nt の値が増加すると増加します。 z 方向の皮膚摩擦係数については、まったく逆の挙動が記録されます。 ヌッセルト数は、ホール電流パラメータ m、熱グラショフ数、質量グラショフ数、およびプラントル数が増加すると増加しますが、磁場パラメータ M、熱源および放射パラメータの値を増加すると減少します。 シャーウッド数は、熱グラスホフ数 Gr、磁場パラメータ M、ブラウン運動パラメータ Nb、熱源および放射パラメータ、熱泳動パラメータ Nt に対して増加する挙動を示しますが、グラショフ数 Gm およびプラントル数に対しては減少する挙動を示します。

使用した数値手法を検証するために、その結​​果をパラメータのさまざまな値について以前に得られた Ibrahim および Anbessa18 の結果と比較したところ、表 2 に示すように優れた一致が示されました。

本論文では、熱源/シンク熱泳動およびブラウン運動の存在下で直線的に伸張されたシートを横切って流れるナノ流体の熱および物質移動に対するホール電流および熱放射の影響について議論します。 最も重要な成果は次のカテゴリに分類されます。

結果として生じる流体速度は、キャソン流体パラメータ (β) の増加とともに減少します。

熱源/熱シンク (Q) およびブラウン運動パラメーター (Nb) の値が増加すると温度は増加しますが、ナノ粒子の濃度プロファイルは減少します。 放射パラメータ (R) の場合には、逆の動作が観察されました。

温度フィールドと濃度フィールドは、熱泳動パラメーター (Nt) の増加とともに強化されます。

プラントル数 (Pr) が増加すると、温度と濃度のプロファイルは低下する傾向があります。

Le が増加すると温度は上昇しますが、ルイス数が増加すると濃度は低下します

ホールパラメータ (m) が増加すると速度が増加しますが、温度と濃度の場合には逆転現象が観察されます。

すべてのデータは原稿に明確に示されています。

実定数

磁場の強さ

液体の濃度

X 軸に沿った皮膚摩擦係数

Z軸に沿った皮膚摩擦係数

壁に集中

周囲濃度

比熱

ブラウン拡散係数

熱泳動拡散係数

重力加速度

質量グラスホフ数

熱グラスホフ数

熱伝導率

ルイス数

磁気パラメータ

ブラウン運動パラメータ

熱泳動パラメータ

市内ヌッセルト番号

輻射熱流束

表面熱流束

プラントル数

局所レイノルズ数

熱放射パラメータ

地元のシャーウッド番号

流体の温度

壁の温度

無次元化学反応パラメータ

無次元化学反応パラメータ

活性化エネルギーパラメータ

壁の状態

フリーストリームの状況

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著者らは、助成金コード: 23UQU4331317DSR113 によってこの研究を支援してくださったウム・アル・クラ大学科学研究部長に感謝したいと思います。

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シェイク・フセイン

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K. ラグナス

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ファルハン・アリ

ウンム・アル・クーラ大学工学・イスラム建築学部機械工学科、私書箱5555、メッカ、21955、サウジアラビア

キャメル・ゲドリ

エジプト未来大学工学部研究センター、ニューカイロ、11835、エジプト

サイード・M・エルディン

レバノン・ベイルートのレバノン・アメリカン大学機械工学科

M・イジャズ・カーン

リファ国際大学数学統計学部 I-14、イスラマバード、44000、パキスタン

M・イジャズ・カーン

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すべての著者は研究活動に平等に貢献しています。

M. Ijaz Khan への通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Suresh Kumar、Y.、Hussain、S.、Raghunath、K. 他活性化エネルギー、ホール電流、熱放射を伴う磁気流体力学キャソンナノ流体の流れの数値解析。 Sci Rep 13、4021 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-28379-5

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受信日: 2022 年 11 月 3 日

受理日: 2023 年 1 月 17 日

公開日: 2023 年 3 月 10 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-28379-5

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