阿卜杜拉希姆·瓦基夫;拉希德·塞哈基 一个高级MHD稳定性问题的广义微分求积仔细研究涉及具有金属/金属氧化物纳米材料的水基纳米流体：具有对流加热和通流边界条件的修正两相纳米流体模型的适当应用。 （英语） Zbl 07777105号 数字。方法部分差异。方程 38，第3号，608-635（2022）. 摘要：本数值研究旨在揭示水平平面结构中牛顿纳米流体在对流加热和均匀垂直通流过程的联合影响下，在可渗透流体中发生的磁对流现象的最佳特征边界。在这方面，基于修正的Buongiorno数学公式、Corcione经验关联式、，以及其他已知的现象学定律，用于检查水基纳米流体的热磁流体动力学稳定性，这些流体输送相同球形尺寸的微小金属/金属氧化物颗粒，如铜铜、氧化铜氧化铜、铝铝和氧化铝{铝}_2\text（文本）{O} _3个\)其体积分数通过利用零纳米颗粒质量流量的假设被动地控制在渗透边界。采用线性稳定性理论（LST）和简正波分析技术（NMAT），从控制偏微分方程（PDE）的无量纲形式出发，依次导出了无量纲稳态稳定性方程经过数次数学重排，探索了稳定对流模式的开始判据。通过选取热瑞利数作为特征值，将这些线性微分方程化为广义特征值问题。利用广义微分求积法（GDQM），对该稳定性问题进行了适当的离散化，以确定所涉及物理参数的各种值的特征谱。在主要结果中，有证据表明，抽吸和注入效应在系统演化中表现出不同的行为，其中其热磁流体动力学特性相对取决于纳米流体的化学成分和边界的电学特性。此外，磁性洛伦兹力和纳米材料负载总是表现出稳定的影响。同时，纳米颗粒的直径大小和热比奥数对纳米流体介质产生不稳定趋势。{©2020威利期刊有限责任公司} 引用于4文件 MSC公司： 65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法 65N25型 含偏微分方程边值问题特征值问题的数值方法 2015财年65 矩阵特征值和特征向量的数值计算 76周05 磁流体力学和电流体力学 76T20型 悬架 76兰特 自由对流 78A35型 带电粒子的运动 80甲19 扩散和对流传热传质、热流 74K20型 盘子 82天35分 金属统计力学 34A25型 常微分方程分析理论：级数、变换、变换、运算微积分等。 35问题35 与流体力学相关的PDE 关键词：对流加热;广义微分求积法;磁对流;纳米粒子的被动控制;通流;两相纳米流体模型 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.Wakif}和\textit{R.Sehaqui}，数字。方法部分差异。等式38，No.3，608--635（2022；Zbl 07777105） 全文： DOI程序 参考文献： [1] R.Mohebbi等人，《使用格子Boltzmann方法检查包含矩形热障碍物的Γ形外壳中的纳米流体自然对流传热》，《物理》A526（2019），120831。https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.04.067。 ·Zbl 07566389号 ·doi:10.1016/j.physa.2019.04.067 [2] M.Atashaflooz等人，倾斜磁场和纳米流体对突然收缩管道中强制对流传热和流动不可逆性的相互作用效应，J.Magn。Magn.公司。Mater.478（2019），216-226。https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.01.111。 ·doi:10.1016/j.jmmm.2019.01.111 [3] M.Izadi等人，《暴露于非均匀磁场的多孔外壳内磁-铁自然对流的LTNE建模》，《物理》A535（2019），122394。https://doi.org/10.1016/j.physa.209.122394。 ·Zbl 07571217号 ·doi:10.1016/j.physa.2019.122394 [4] A.Amiri Delouei等人，纳米颗粒和超声波振动对入口湍流的同时影响：实验研究，应用。热量。工程.146（2019），268-277。https://doi.org/10.1016/j.appletheraleng.2018.09.113。 ·doi:10.1016/j.appletheraleng.2018.09.113 [5] H.Sajjadi等人，《利用MWCNT‐Fe3O4/水混合纳米流体通过双MRT晶格Boltzmann方法研究多孔介质中的MHD自然对流》，《国际热质转换杂志》132（2019），1087-1104。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.060。 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.060 [6] M.Izadi等人，承受两个可变磁场的多孔外壳内可磁化混合纳米流体的自然对流，《国际力学杂志》。科学.151（2019），154-169。https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2018.11.019。 ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2018.11.019 [7] H.Sajjadi等人，使用双MRT格子Boltzmann方法模拟三维MHD自然对流，Physica A515（2019），474-496。https://doi.org/10.1016/j.physa.2018.09.164。 ·Zbl 1514.76122号 ·doi:10.1016/j.physa.2015.09.164 [8] M.Sheikholeslami等人，磁力和辐射对纳米流体通过考虑al_2O_3纳米颗粒的可渗透介质传输的影响，J.Therm。分析。《热量》136（2019），2477-2485。https://doi.org/10.1007/s10973‐018‐7901‐8. ·doi:10.1007/s10973‐018‐7901‐8 [9] S.U.S.Choi，用纳米颗粒增强流体的导热性，第66卷，美国机械工程师协会，纽约，1995年，99-105。 [10] I.L.Animasaun等人，《微小/纳米颗粒随机运动对某些流体动力学和其他物理性质影响的元分析》，Chin。《物理学杂志》第60卷（2019年），第676-687页。https://doi.org/10.1016/j.cjph.2019.06.007。 ·doi:10.1016/j.cjph.2019.06.007 [11] A.Wakif等人，《各种流体运动中微小/纳米颗粒热迁移的元分析》，中国。《物理学杂志》68（2020），293-307。https://doi.org/10.1016/j.cjph.2019.12.002。 ·doi:10.1016/j.cjph.2019.12.002 [12] J.Buongiorno，纳米流体中的对流传输，J.Heat Transf.128（2006），240-250。https://doi.org/10.1115/12150834。 ·数字对象标识代码：10.1115/12150834 [13] R.K.Tiwari和M.K.Das，《利用纳米流体在双面盖驱动的差热方形腔体中强化传热》，《国际热质传递》50（2007），2002-2018年。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.09.034。 ·Zbl 1124.80371号 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.09.034 [14] J.Buongiorno等人，纳米流体热导率的基准研究，J.Appl。Phys.106（2009），94312。https://doi.org/10.1063/1.3245330。 ·数字对象标识代码：10.1063/1.3245330 [15] N.A.C.Sidik等人，《纳米流体在最小数量润滑加工中应用的最新进展：综述》，《国际热质传递杂志》第108期（2017年），第79-89页。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.105。 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.105 [16] N.S.Pandya等人，《板式换热器中纳米流体的传热强化：综合评述》，《欧洲力学杂志》。B： 《流体》81（2020），173-190。https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2020.02.004。 ·Zbl 1479.76108号 ·doi:10.1016/j.euromechflu.2020.02.004 [17] D.A.Nield和A.V.Kuznetsov，《有限深度水平纳米流体层中的对流开始：修正模型》，《国际期刊》，《热质传递》第77期（2014年），第915-918页。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.06.020。 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014年6月20日 [18] D.A.Nield和A.V.Kuznetsov，《纳米流体饱和多孔介质层中的热不稳定性：修正模型》，《国际期刊热质传递》68（2014），211-214。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.09.026。 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013年9月26日 [19] D.A.Nield和A.V.Kuznetsov，《垂直通流对纳米流体饱和多孔介质层热不稳定性的影响：修订模型》，ASME J.Heat Transf.137（2015），052601。https://doi.org/10.1115/1.4029773。 ·数字对象标识代码：10.1115/1.4029773 [20] A.Wakif等人，《使用铜-水纳米流体的单相和两相纳米流体模型对存在热辐射的非稳态自然对流MHD couette纳米流体流动进行数值分析》，国际J.Appl。计算。数学4（2018），81。https://doi.org/10.1007/s408192018年5月13日·Zbl 1442.76155号 ·doi:10.1007/s40819‐018‐0513‐y [21] A.Wakif、Z.Boulahia和R.Sehaqui，《使用Buongiorno的数学模型和更现实的边界条件对介电纳米流体中的电热流体动力稳定性进行半分析》，《结果物理》9（2018），1438-1454。https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.01.066。 ·doi:10.1016/j.rinp.2018.01.066 [22] A.Wakif等人，使用修正的广义Buongiorno模型在薄水平层内铝-水纳米流体的磁对流，Front。热质传递.12（2019），1-15。https://doi.org/10.5098/hmt.12.3。 ·doi:10.5098/hmt.12.3 [23] A.Wakif等人，利用广义Buongiorno纳米流体模型，J.Therm，热辐射和表面粗糙度对氧化铝-氧化铜杂化纳米流体热磁流体动力学稳定性的影响。分析。热量。（2020），正在出版。https://doi.org/10.1007/s10973‐020‐09488‐z。 ·doi:10.1007/s10973‐020‐09488‐z [24] N.Acharya，基于液态二氢单氧化物的纳米流体在弯曲表面上传输的主动-被动控制，《国际氢能杂志》44（2019），27600-27614。https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.08.191。 ·doi:10.1016/j.ijhydene.2019.08.191 [25] M.Sohail和R.Raza，三维非线性拉伸表面上辐射磁纳米伪塑性材料的分析，被动控制质量通量和化学反应物种，Multidiscip。模型。马特。结构16（2020），1061-1083。https://doi.org/10.1108/MMMS网站‐08‐2019‐0157. ·doi:10.1108/MMMS‐2019年8月‐0157 [26] L.Zhang等人，磁性雷诺数对旋转微生物在充满纳米流体的旋转圆板之间游动的影响，应用。数学。机械41（2020），637-654。https://doi.org/10.1007/s10483‐020‐2599‐7. ·兹比尔1457.76215 ·doi:10.1007/s10483‐020‐2599‐7 [27] L.A.Lund等人，具有对流边界条件的倾斜拉伸/收缩表面上微极纳米流体的稳定性分析和双解，《对称性》（巴塞尔）12（2020），1-20。https://doi.org/10.3390/sym12010074。 ·doi:10.3390/sym12010074 [28] L.A.Lund等人，执行磁流体流动的拉伸/收缩板上混合纳米流体的双溶液和稳定性分析，《对称》（巴塞尔）12（2020），1-14。https://doi.org/10.3390/sym12020276。 ·doi:10.3390/sym12020276 [29] L.A.Lund等人，stefan吹气和滑移条件对非定常收缩薄片上非定常MHD Casson纳米流体流动的影响：双重解决方案，《对称（巴塞尔）》12（2020），1-17。https://doi.org/10.3390/sym12030487。 ·doi:10.3390/sym12030487 [30] L.A.Lund等人，《Cu-al_2O_3/H_2O纳米流体的稳定性分析和多重溶液》，J.Mater。技术研究9（2020），421-432。https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.10.071。 ·doi:10.1016/j.jmrt.2019.10.071 [31] M.Zaydan等人，吹气和抽吸过程对窄纳米流体介质中热磁对流现象发生的重要性：修正的Buongiorno纳米流体模型，Case Stud.Therm。工程22（2020），1-18。https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100726。 ·doi:10.1016/j.csite.2020.100726 [32] A.Mahmood、B.Chen和A.Ghaffari，非线性拉伸/收缩薄板上微极流体的磁流体Hiemenz流动：使用Chebyshev谱牛顿迭代格式的对偶解，J.Magn。Magn.公司。Mater.416（2016），329-334。https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.05.001。 ·doi:10.1016/j.jmmm.2016.05.001 [33] I.Mustafa等人，《利用牛顿加热对纳米流体的影响增强渗透板上的热质传递：使用光谱方法和稳定性分析的多溶液》，Pramana93（2019），53。https://doi.org/10.1007/s12043‐019‐1814‐3. ·doi:10.1007/s12043‐019‐1814‐3 [34] I.Mustafa等人，《边界层流向收缩薄板的多个解的稳定性分析：使用最小二乘法的分析解》，《物理》A540（2020），123028。https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.123028。 ·Zbl 07457938号 ·doi:10.1016/j.physa.2019.123028 [35] T.Hayat等人，通过对流加热指数拉伸表面的二级纳米流体的磁流体动力学（MHD）三维流动，J.Mol.Liq.220（2016），1004-1012。https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.05.024。 ·doi:10.1016/j.molliq.2016.05.024 [36] T.Hayat等人，《纳米流体在对流加热非线性拉伸表面上的磁流体动力学三维流动》，《国际热质转换杂志》，100（2016），566-572。https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.04.113。 ·doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.04.113 [37] T.Hayat等人，《由具有热产生/吸收的拉伸片诱导的磁流体力学Oldroyd‐B纳米流体流动的分析解决方案》，国际J.Therm。Sci.111（2017），274-288。https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2016.08.009。 ·doi:10.1016/j.ijthermalsci.2016.08.009 [38] M.Sheikholeslami等人，通过Lattice Boltzmann方法，在具有热椭圆障碍物的多孔腔中纳米流体的MHD强迫对流，Int.J.Mech。科学.135（2018），532-540。 [39] F.Mabood等人，非牛顿纳米流体在细针状物上的EMHD流动，Robinson条件和Arrhenius指数前因子定律，Phys。Scr.95（2020），115219。https://doi.org/10.1088/1402‐4896/abc0c3·doi:10.1088/1402‐4896/abc0c3 [40] T.Muhammad等人，《Darcy-Furcheimer在指数拉伸曲面上的流动与Cattaneo-Christov双重扩散》，《物理》A556（2020），123968。https://doi.org/10.1016/j.physa.2019.123968。 ·Zbl 07529539号 ·doi:10.1016/j.physa.2019.123968 [41] M.Khurana、P.Rana和S.Srivastava，磁场和旋转的联合效应对非牛顿粘弹性纳米流体层形成的影响：线性和非线性分析，《欧洲物理学》。J.Plus.131（2016），第1-17页。https://doi.org/10.1140/epjp/i2016‐16437‐3. ·doi:10.1140/epjp/i2016‐16437‐3 [42] P.Rana、M.Khurana和S.Srivastava，MHD非牛顿粘弹性旋转纳米流体层开始发热的线性稳定性分析，AIP Conf.Proc。，AIP出版社，2017年，第1-8页。https://doi.org/10.1063/1.5008709。 ·doi:10.1063/1.5008709 [43] J.Sharma和U.Gupta，霍尔流和LTNE效应下的纳米流体对流，马特。今日Proc.26（2020），3369-3377。https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.10.149。 ·doi:10.1016/j.matpr.2019.10.149 [44] J.Ahuja，纳米流体层的磁对流与局部热非平衡（LTNE）模型：现实方法，Mater。今日Proc.26（2020），3407-3415。https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.11.112。 ·doi:10.1016/j.matpr.2019.11.112 [45] A.Wakif等人，使用广义Buongiorno数学模型，《Eur.Phys.》，均匀横向磁场对含金属纳米粒子的水基纳米流体热流体动力学稳定性的影响。J.Plus133（2018），1-16。https://doi.org/10.1140/epjp/i2018‐12037‐7. ·doi:10.1140/epjp/i2018‐12037‐7 [46] S.Chandrasekhar，《流体动力学和水磁稳定性》，牛津大学出版社，牛津，1961年·Zbl 0142.44103号 [47] M.Corcione，用于预测纳米流体的有效热导率和动态粘度的经验关联方程，能量转换。管理52（2011），789-793。https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010.06.072。 ·doi:10.1016/j.encomman.2010.06.072文件 [48] W.M.Haynes、D.R.Lide和T.J.Bruno，《CRC化学和物理手册》，CRC出版社，佛罗里达州博卡拉顿，2016年。 [49] M.K.Nayak等人，《输送金属和金属氧化物纳米材料的等温细针上稳态混合对流纳米流体流动的数值微分求积检验：比较研究》，阿拉伯。科学杂志。工程45（2020），5331-5346。https://doi.org/10.1007/s13369‐020‐04420‐x。 ·doi:10.1007/s13369‐020‐04420‐x [50] M.I.Afridi等人，《可变导热系数和均匀磁场刺激下曲面上耗散流体流动的不可逆性分析：广义微分求积法的应用》，Entropy20（2018），1-15。https://doi.org/10.3390/e20120943。 ·doi:10.3390/e20120943 [51] M.Qasim等人，可变输运性质对圆盘上非线性放射性Jeffrey流体流动的影响：广义微分求积法的应用，阿拉伯。科学杂志。工程44（2019），5987-5996。https://doi.org/10.1007/s13369‐019‐03804‐y。 ·doi:10.1007/s13369‐019‐03804‐y [52] M.Qasim等人，使用广义微分求积法对具有可变电导率和焦耳耗散的MHD蠕动流进行数值模拟，Commun。西奥。《物理学》第71卷（2019年），第509-518页。https://doi.org/10.1088/0253‐6102/71/5/509. ·doi:10.1088/0253‐6102/71/5/509 [53] A.Wakif等人，Stokes第二个问题的磁流体动力耗散流中熵能量收集的数值检验：齿轮广义微分求积法的应用，J.非平衡。Thermodyn.44（4）（2019），1-19。https://doi.org/10.1515/jnet网站‐2018‐0099. ·doi:10.1515/jnet‐2018‐0099 [54] M.Qasim等人，在欧姆加热下非均匀加热的水平拉伸板上非定常MHD粘性流的第二定律分析：齿轮广义微分求积法的应用，Entropy21（2019），1-25。https://doi.org/10.3390/e21030240。 ·doi:10.3390/e21030240 [55] T.Thumma、A.Wakif和I.L.Animasaun，非稳态三维MHD辐射耗散卡森流体输送微小颗粒的广义微分求积分析，《热传输》49（2020），2595-2626。https://doi.org/10.1002/htj.21736。 ·doi:10.1002/htj.21736 [56] C.Shu，微分求积及其在工程中的应用，Springer Verlag，伦敦，2012年。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。