数值研究：非牛顿纳米流体在热辐射与磁流体动力学影响下的混合对流

"该文是发表在《埃及数学学会期刊》上的一篇研究论文，主要探讨了非牛顿纳米流体在热辐射和磁流体动力学（MHD）混合对流影响下的热质传递问题。研究涉及了幂律纳米流体模型，考虑了布朗运动和热泳效应，并运用有限元方法进行数值分析。文章还涵盖了速度、温度和浓度分布的计算和图解，以及对表面摩擦系数、Nusselt数和Sherwood数的讨论。" 在本文中，作者Macha Madhu Sahan和Naikoti Kishan对非牛顿纳米流体的边界层流动进行了深入研究，特别是在一个受热辐射作用并经历拉伸的表面上的驻点流动情况。非牛顿流体，区别于经典的牛顿流体，其剪切应力与剪切速率之间的关系不是恒定的线性关系，而是依赖于流变性质的函数，因此表现出更复杂的行为。在这一研究中，非牛顿流体被模型化为遵循幂律的流体，这种模型能够有效地描述许多实际流体的非线性流动特性。 为了分析混合对流，研究人员引入了磁流体动力学效应，考虑了磁场对流体流动的影响。在热质传递方面，他们考虑了纳米颗粒的布朗运动和热泳现象，这两种现象在纳米尺度下对流体的热力学性质有着显著影响。布朗运动是指纳米颗粒在分子碰撞下的随机运动，而热泳现象则指的是在温度梯度下纳米颗粒受到的推力。 论文的核心是采用无量纲化技术简化基本的输运方程，然后利用有限元方法来求解这些耦合的非线性微分方程。通过数值计算，作者得到了不同物理参数下的速度、温度和浓度分布，并通过图形方式展示了这些结果，以便于理解流体行为的变化。此外，他们还计算了表面摩擦系数、Nusselt数和Sherwood数，这些都是评估传热和质量传递效率的关键指标。 Nusselt数是表征对流换热强度的一个无量纲数，而Sherwood数则反映了质量传递的效率。通过分析这两个参数的变化，可以了解流体流动对传热和传质过程的具体影响。作者的分析有助于优化工业过程中涉及非牛顿流体的传热和传质操作，如在食品工程、石油生产、动力工程和塑料加工等领域。 这篇论文是在2015年由埃及数学学会出版的，遵循了开放获取的CC BY-NC-ND许可协议，强调了对非牛顿流体研究的重要性，特别是其在工业应用中的潜力和挑战。作者的工作不仅深化了我们对非牛顿纳米流体的理解，也为相关领域的工程师和科学家提供了有价值的参考。