Conjugue la convección natural de un nanofluido híbrido en una cavidad llena de capas porosas y no newtonianas: el impacto del índice de ley de potencia
Autores: Omri, Mohamed; Jamal, Muhammad; Hussain, Shafqat; Kolsi, Lioua; Maatki, Chemseddine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Conjugue la convección natural de un nanofluido híbrido en una cavidad llena de capas porosas y no newtonianas: el impacto del índice de ley de potencia
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estudio
índice de ley de potencia
Transferencia de calor convectiva
Nanofluidos híbridos
Cavidad cuadrada
Capa sólida de fluido
Método de elementos finitos
Método de Newton
Número de Rayleigh
Número de Darcy
Ondulación
Relación de conductividad térmica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio trata sobre el efecto del índice de ley de potencias en la transferencia de calor convectiva de nanofluidos híbridos en una cavidad cuadrada dividida en tres capas. También se presta atención al efecto de una capa de fluido sólido. Un sistema bidimensional de ecuaciones diferenciales parciales se discretiza utilizando el método de elementos finitos generalizado (FEM). Se emplea un FEM con polinomios cúbicos (P3) para aproximar las componentes de temperatura y velocidad, mientras que la presión se aborda utilizando funciones de elementos finitos cuadráticos. El conjunto discretizado de ecuaciones se ha resuelto utilizando el método de Newton. El código numérico utilizado en este estudio ha sido validado mediante comparación con hallazgos experimentales. Se realizan simulaciones matemáticas para diferentes conjuntos de parámetros, incluido el número de Rayleigh (entre y ), el índice de ley de potencias (entre y ), el número de Darcy (entre y ), la undulación (entre 1 y 5) y la relación de conductividad térmica (entre y 10). Los resultados sugieren que se observa una penetración notable de las líneas de corriente hacia la capa híbrida porosa a medida que se aumenta el índice de ley de potencias. El promedio aumenta con el aumento de , y el valor máximo se nota en . No se observa mucha alteración en las isotermas en la capa sólida al aumentar . El promedio disminuye al aumentar las undulaciones. La tasa de transferencia de calor se mejora en el límite calentado y la interfaz de fluido sólido de la cavidad al aumentar la relación de conductividad térmica.
Descripción
Este estudio trata sobre el efecto del índice de ley de potencias en la transferencia de calor convectiva de nanofluidos híbridos en una cavidad cuadrada dividida en tres capas. También se presta atención al efecto de una capa de fluido sólido. Un sistema bidimensional de ecuaciones diferenciales parciales se discretiza utilizando el método de elementos finitos generalizado (FEM). Se emplea un FEM con polinomios cúbicos (P3) para aproximar las componentes de temperatura y velocidad, mientras que la presión se aborda utilizando funciones de elementos finitos cuadráticos. El conjunto discretizado de ecuaciones se ha resuelto utilizando el método de Newton. El código numérico utilizado en este estudio ha sido validado mediante comparación con hallazgos experimentales. Se realizan simulaciones matemáticas para diferentes conjuntos de parámetros, incluido el número de Rayleigh (entre y ), el índice de ley de potencias (entre y ), el número de Darcy (entre y ), la undulación (entre 1 y 5) y la relación de conductividad térmica (entre y 10). Los resultados sugieren que se observa una penetración notable de las líneas de corriente hacia la capa híbrida porosa a medida que se aumenta el índice de ley de potencias. El promedio aumenta con el aumento de , y el valor máximo se nota en . No se observa mucha alteración en las isotermas en la capa sólida al aumentar . El promedio disminuye al aumentar las undulaciones. La tasa de transferencia de calor se mejora en el límite calentado y la interfaz de fluido sólido de la cavidad al aumentar la relación de conductividad térmica.