Novel investigaciones numéricas de algunos problemas basadas en el modelo Darcy-Forchheimer y transferencia de calor
Autores: Akyildiz, Fahir Talay; Alshammari, Fehaid Salem; Tunç, Cemil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Novel investigaciones numéricas de algunos problemas basadas en el modelo Darcy-Forchheimer y transferencia de calor
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Método de colocación en forma de delta de Chebyshev
Nanofluidos
Modelo Darcy-Brinkman-Forchheimer
Flujo Darcy-Forchheimer modulado por electroosmosis
Calentamiento newtoniano
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, presentamos un nuevo tipo de función de base y posteriormente un método de colocación en forma de delta de Chebyshev (CDSC). Luego utilizamos este método para investigar numéricamente tanto el flujo convectivo natural como la transferencia de calor de nanofluidos en un conducto rectangular vertical sobre la base de un modelo de Darcy-Brinkman-Forchheimer y el flujo de Darcy-Forchheimer modulado por electroosmosis de nanofluidos de Casson sobre láminas estiradas con problemas de calentamiento newtoniano. La solución aproximada se representa en términos de funciones de base en forma de delta de Chebyshev. Se derivan nuevas estimaciones de error para polinomios interpolantes. Se llevaron a cabo experimentos computacionales para corroborar los resultados teóricos y comparar el método actual con el método seudoespectral de Chebyshev existente. Para demostrar nuestro enfoque propuesto, también comparamos las soluciones numéricas con las soluciones analíticas de la ecuación de Poisson. Las simulaciones computacionales muestran que el método propuesto es computacionalmente económico, rápido y espectralmente preciso y, lo que es más importante, la solución aproximada obtenida puede ser utilizada fácilmente por investigadores en este campo.
Descripción
En este estudio, presentamos un nuevo tipo de función de base y posteriormente un método de colocación en forma de delta de Chebyshev (CDSC). Luego utilizamos este método para investigar numéricamente tanto el flujo convectivo natural como la transferencia de calor de nanofluidos en un conducto rectangular vertical sobre la base de un modelo de Darcy-Brinkman-Forchheimer y el flujo de Darcy-Forchheimer modulado por electroosmosis de nanofluidos de Casson sobre láminas estiradas con problemas de calentamiento newtoniano. La solución aproximada se representa en términos de funciones de base en forma de delta de Chebyshev. Se derivan nuevas estimaciones de error para polinomios interpolantes. Se llevaron a cabo experimentos computacionales para corroborar los resultados teóricos y comparar el método actual con el método seudoespectral de Chebyshev existente. Para demostrar nuestro enfoque propuesto, también comparamos las soluciones numéricas con las soluciones analíticas de la ecuación de Poisson. Las simulaciones computacionales muestran que el método propuesto es computacionalmente económico, rápido y espectralmente preciso y, lo que es más importante, la solución aproximada obtenida puede ser utilizada fácilmente por investigadores en este campo.