Modelo matemático generalizado de fluido de Brinkman con propiedades viscoelásticas: caso sobre una esfera incrustada en medios porosos
Autores: Kanafiah, Siti Farah Haryatie Mohd; Kasim, Abdul Rahman Mohd; Zokri, Syazwani Mohd
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo matemático generalizado de fluido de Brinkman con propiedades viscoelásticas: caso sobre una esfera incrustada en medios porosos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Fluidos no newtonianos
Regiones porosas
Modelo matemático
Propiedades del flujo de fluidos
Transmisión de calor
Modelo viscoelástico de Brinkman
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El proceso de transferencia de calor que implica fluidos no newtonianos en regiones porosas ha atraído considerable atención debido a su aplicación práctica. Se propone un modelo matemático para monitorear las propiedades del flujo de fluidos y la transmisión de calor con el fin de optimizar la producción final. Por lo tanto, este intento tiene como objetivo demostrar el comportamiento del flujo de fluidos en regiones porosas, utilizando el modelo viscoelástico de Brinkman para el transporte convectivo combinado sobre una esfera incrustada en un medio poroso. Las ecuaciones diferenciales parciales (EDP) gobernantes del modelo propuesto se transforman en un conjunto de ecuaciones menos complejas aplicando las variables adimensionales y la transformación de no similitud, antes de ser resueltas numéricamente a través del método de Keller-Box (KBM) con la ayuda del software MATLAB. Para validar el modelo para el problema actual, se comparan los valores numéricos de informes actuales y anteriores en un caso particular. Los parámetros estudiados como convección combinada, Brinkman y viscoelástico se analizan para obtener la distribución de velocidad y temperatura. Se utilizan gráficos para ilustrar la variación en la fricción local de la piel y el número de Nusselt. Los resultados de este estudio muestran que cuando los parámetros viscoelásticos y de Brinkman se incrementan, la velocidad del fluido disminuye y la temperatura aumenta, mientras que el parámetro de convección combinada reacciona de manera opuesta. Además, a medida que los parámetros de Brinkman y convección combinada aumentan, las magnitudes físicas de la fricción en la piel y el número de Nusselt aumentan a lo largo de la esfera. De todos los parámetros reportados en este estudio, el parámetro viscoelástico podría retrasar la separación de capas límite, mientras que los parámetros de Brinkman y convección combinada no muestran efecto en la separación del flujo. Los resultados obtenidos pueden ser utilizados como base para otros problemas de capa límite complejos, especialmente en el campo de la ingeniería. Los hallazgos también pueden ayudar a los investigadores a obtener una mejor comprensión del análisis de transferencia de calor y las propiedades del flujo de fluidos.
Descripción
El proceso de transferencia de calor que implica fluidos no newtonianos en regiones porosas ha atraído considerable atención debido a su aplicación práctica. Se propone un modelo matemático para monitorear las propiedades del flujo de fluidos y la transmisión de calor con el fin de optimizar la producción final. Por lo tanto, este intento tiene como objetivo demostrar el comportamiento del flujo de fluidos en regiones porosas, utilizando el modelo viscoelástico de Brinkman para el transporte convectivo combinado sobre una esfera incrustada en un medio poroso. Las ecuaciones diferenciales parciales (EDP) gobernantes del modelo propuesto se transforman en un conjunto de ecuaciones menos complejas aplicando las variables adimensionales y la transformación de no similitud, antes de ser resueltas numéricamente a través del método de Keller-Box (KBM) con la ayuda del software MATLAB. Para validar el modelo para el problema actual, se comparan los valores numéricos de informes actuales y anteriores en un caso particular. Los parámetros estudiados como convección combinada, Brinkman y viscoelástico se analizan para obtener la distribución de velocidad y temperatura. Se utilizan gráficos para ilustrar la variación en la fricción local de la piel y el número de Nusselt. Los resultados de este estudio muestran que cuando los parámetros viscoelásticos y de Brinkman se incrementan, la velocidad del fluido disminuye y la temperatura aumenta, mientras que el parámetro de convección combinada reacciona de manera opuesta. Además, a medida que los parámetros de Brinkman y convección combinada aumentan, las magnitudes físicas de la fricción en la piel y el número de Nusselt aumentan a lo largo de la esfera. De todos los parámetros reportados en este estudio, el parámetro viscoelástico podría retrasar la separación de capas límite, mientras que los parámetros de Brinkman y convección combinada no muestran efecto en la separación del flujo. Los resultados obtenidos pueden ser utilizados como base para otros problemas de capa límite complejos, especialmente en el campo de la ingeniería. Los hallazgos también pueden ayudar a los investigadores a obtener una mejor comprensión del análisis de transferencia de calor y las propiedades del flujo de fluidos.