El impacto de la temperatura superficial sinusoidal en el flujo convectivo natural de un ferrofluido a lo largo de una placa vertical
Autores: EL-Zahar, Essam R.; Rashad, Ahmed M.; Seddek, Laila F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
El impacto de la temperatura superficial sinusoidal en el flujo convectivo natural de un ferrofluido a lo largo de una placa vertical
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Campo magnético
Flujo de ferrofluido
Ecuación de energía
Método numérico
Coeficiente de arrastre
Transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El foco de esta investigación es principalmente la efectividad del campo magnético en la convección natural para un flujo de ferrofluido de FeO sobre una placa radiante vertical utilizando una variación sinusoidal de temperatura superficial en la dirección del flujo. La ecuación de energía se duplica interpolando la efectividad de radiación no lineal. Las ecuaciones originales que describen el movimiento y la energía del ferrofluido se convierten en ecuaciones adimensionales y se resuelven numéricamente utilizando un nuevo método híbrido de linealización y cuadratura diferencial (HLDQM). HLDQM es un método numérico semianalítico de alto orden que da como resultado soluciones analíticas en la dirección, por lo que las soluciones son válidas en todo el dominio, no solo en los puntos de la cuadrícula. Se detallan las curvas adimensionales de velocidad y temperatura. Además, la curiosidad ingenieril del coeficiente de arrastre y el número de Nusselt local se debaten y se esbozan en vista de varios parámetros emergentes. Los resultados numéricos analizados muestran que aplicar el campo magnético al ferrolíquido genera una fuerza de arrastre que disminuye la velocidad del ferrofluido, mientras que se encuentra que impulsa las curvas de temperatura. Además, el coeficiente de arrastre se minimiza lo suficiente, mientras que se produce una evolución en la tasa de transferencia de calor a medida que aumenta la fracción de volumen de nanopartículas. Además, el aumento en el parámetro de relación de temperatura significa un crecimiento considerable en el coeficiente de arrastre y el número de Nusselt. Esta investigación teórica actual puede ser beneficiosa en procesos de fabricación, desarrollo del transporte de energía y recursos de calor.
Descripción
El foco de esta investigación es principalmente la efectividad del campo magnético en la convección natural para un flujo de ferrofluido de FeO sobre una placa radiante vertical utilizando una variación sinusoidal de temperatura superficial en la dirección del flujo. La ecuación de energía se duplica interpolando la efectividad de radiación no lineal. Las ecuaciones originales que describen el movimiento y la energía del ferrofluido se convierten en ecuaciones adimensionales y se resuelven numéricamente utilizando un nuevo método híbrido de linealización y cuadratura diferencial (HLDQM). HLDQM es un método numérico semianalítico de alto orden que da como resultado soluciones analíticas en la dirección, por lo que las soluciones son válidas en todo el dominio, no solo en los puntos de la cuadrícula. Se detallan las curvas adimensionales de velocidad y temperatura. Además, la curiosidad ingenieril del coeficiente de arrastre y el número de Nusselt local se debaten y se esbozan en vista de varios parámetros emergentes. Los resultados numéricos analizados muestran que aplicar el campo magnético al ferrolíquido genera una fuerza de arrastre que disminuye la velocidad del ferrofluido, mientras que se encuentra que impulsa las curvas de temperatura. Además, el coeficiente de arrastre se minimiza lo suficiente, mientras que se produce una evolución en la tasa de transferencia de calor a medida que aumenta la fracción de volumen de nanopartículas. Además, el aumento en el parámetro de relación de temperatura significa un crecimiento considerable en el coeficiente de arrastre y el número de Nusselt. Esta investigación teórica actual puede ser beneficiosa en procesos de fabricación, desarrollo del transporte de energía y recursos de calor.