un estudio de dinámica de fluidos computacional completamente resuelto sobre el flujo de capa límite de un nanolíquido acuoso que comprende microorganismos girotácticos sobre una lámina estirada: la validez de los modelos de similitud convencionales
Autores: Hosseini, Zahra Shah; Abidi, Awatef; Mohammadi, Sajad; Mehryan, Seyed Abdollah Mansouri; Hulme, Christopher
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
un estudio de dinámica de fluidos computacional completamente resuelto sobre el flujo de capa límite de un nanolíquido acuoso que comprende microorganismos girotácticos sobre una lámina estirada: la validez de los modelos de similitud convencionales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Materiales
Refrigerantes
Nanopartículas
Microorganismos
Modelos de similitud
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Cuando los materiales se procesan en forma de láminas que se estiran, a menudo se requiere enfriamiento. Se han desarrollado refrigerantes para maximizar la tasa de transferencia de calor lejos de la lámina, incluyendo la adición de nanopartículas y microorganismos para controlar las propiedades físicas del fluido. Estos refrigerantes funcionan bien, pero la interacción entre ellos y la lámina aún no se comprende completamente. La mayoría de los artículos encontrados en la literatura han utilizado modelos de similitud para resolver el conjunto de ecuaciones gobernantes. En este método, las ecuaciones gobernantes pueden ser mapeadas en un conjunto de ecuaciones 1-D y resolverse fácilmente. Sin embargo, se debe tener cuidado al usar este método, ya que la validez de este método se asegura solo en la región completamente desarrollada, lo suficientemente lejos de la abertura de extrusión. Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo explorar la fiabilidad de un modelo de similitud comparándolo con un enfoque completo de dinámica de fluidos computacional (CFD). En este trabajo, se estudia el flujo de capa límite de un nanolíquido que comprende microorganismos girotácticos en las regiones desarrolladas y no desarrolladas de una lámina estirada utilizando dinámica de fluidos computacional con el enfoque de diferencias finitas, implementado con FORTRAN. Los resultados del método CFD se comparan con los resultados del análisis de similitud para la longitud de las regiones desarrolladas y no desarrolladas. Este estudio, por primera vez, distingue entre las regiones no desarrolladas y completamente desarrolladas y encuentra la región en la que el análisis de similitud es válido. Los resultados numéricos muestran que los números de Reynolds críticos para las capas límite de la concentración de los nanoaditivos y de la densidad de los microorganismos son iguales. Para lograr un acuerdo entre el CFD y el modelo de similitud dentro del 5%, el número de Grashof para la capa límite hidrodinámica debe ser
Descripción
Cuando los materiales se procesan en forma de láminas que se estiran, a menudo se requiere enfriamiento. Se han desarrollado refrigerantes para maximizar la tasa de transferencia de calor lejos de la lámina, incluyendo la adición de nanopartículas y microorganismos para controlar las propiedades físicas del fluido. Estos refrigerantes funcionan bien, pero la interacción entre ellos y la lámina aún no se comprende completamente. La mayoría de los artículos encontrados en la literatura han utilizado modelos de similitud para resolver el conjunto de ecuaciones gobernantes. En este método, las ecuaciones gobernantes pueden ser mapeadas en un conjunto de ecuaciones 1-D y resolverse fácilmente. Sin embargo, se debe tener cuidado al usar este método, ya que la validez de este método se asegura solo en la región completamente desarrollada, lo suficientemente lejos de la abertura de extrusión. Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo explorar la fiabilidad de un modelo de similitud comparándolo con un enfoque completo de dinámica de fluidos computacional (CFD). En este trabajo, se estudia el flujo de capa límite de un nanolíquido que comprende microorganismos girotácticos en las regiones desarrolladas y no desarrolladas de una lámina estirada utilizando dinámica de fluidos computacional con el enfoque de diferencias finitas, implementado con FORTRAN. Los resultados del método CFD se comparan con los resultados del análisis de similitud para la longitud de las regiones desarrolladas y no desarrolladas. Este estudio, por primera vez, distingue entre las regiones no desarrolladas y completamente desarrolladas y encuentra la región en la que el análisis de similitud es válido. Los resultados numéricos muestran que los números de Reynolds críticos para las capas límite de la concentración de los nanoaditivos y de la densidad de los microorganismos son iguales. Para lograr un acuerdo entre el CFD y el modelo de similitud dentro del 5%, el número de Grashof para la capa límite hidrodinámica debe ser