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化学反应型和吸热/生成型沃尔特斯B流体的分数阶电渗斜流的分析和建模,具有斜升传热和传质速率。 (英语) Zbl 1484.76088号

小结:在当代,分数导数被广泛用于开发数学模型,以精确描述真实世界物理过程的动力学。在流体力学领域,非牛顿流体的热性能和流动行为分析是众多研究人员感兴趣的话题,因为它们在多个行业、工程操作、设备和热力设备中有着重要的应用。本文的主要重点是研究在化学反应和辐射沃尔特斯B流体的电渗流动中联合施加的时间控制(斜坡)边界条件以及浓度和能量分布的有效性。特别是,本工作广泛探讨了同时对任何非牛顿流体使用分段时间相关质量、运动和能量条件的概念。流动是由于边界垂直壁的运动而形成的,悬浮在多孔材料中,受到热注入/吸收和均匀磁性影响。引入Atangana-Baleanu阶导数,建立了普通模型方程的分数形式。根据一些无单位量,采用拉普拉斯变换方法来获得欠观测模型的精确解。为了全面分析许多物理和热参数的关键特性,制作了一些图形描述。为了突出工作表面条件的重要性,对每个图形中的时间相关和恒定边界条件的解进行了比较。此外,通过确定Nusselt和Sherwood数以及表面摩擦系数的表达式,表征了分数参数、时间相关条件以及不同其他相关参数在传热、传质和流速中的作用。数值结果被组织在几个表格中,以深入研究上述物理量行为中值得注意的变化。图形研究表明,考虑电渗效应的参数E_s会减缓流体的流动。在原子水平上,这种电渗流在液体分离过程中很有用。分数参数随着时间(t)的变化衰减边界层的厚度,但对于较小的值(t),它表现出相反的作用。还需要注意的是,在持续时间(t<1)的边界上,速度和时间之间的直接对应关系对有效控制流量起到了支持作用。心脏病患者的运动耐受水平是通过遵循基于速度的斜坡方案来预测的。分数模型在限制边界剪切应力方面比普通模型更有效。化学反应的发生可以提高传质速率。此外,倾斜加热技术导致的传热速率增加表明了该技术在冷却过程中的重要性。这项工作的发现有助于清晰全面地理解Walters B流体在分数框架中的电渗流动,以及壁面斜升技术下的化学反应传质和热辐射传热现象。

MSC公司:

76周05 磁流体力学和电流体力学
35兰特 分数阶偏微分方程
35立方厘米 偏微分方程解的积分表示
76M55型 量纲分析和相似性在流体力学问题中的应用
76伏05 流动中的反应效应
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