PofoliaPofolia ile paylaşıldı

International Journal of Heat and Mass Transfer· 2026Q1

Dikey Dikdörtgen Kanalda Genelleştirilmiş Maxwell Akışkanının Kararsız Manyetohidrodinamik Akış, Isı ve Kütle Transferi İçin Sayısal Çalışma ve Hızlı Yöntem

Numerical study and fast method for unsteady magnetohydrodynamic flow, heat and mass transfer of the generalized Maxwell fluid in a vertical rectangular duct

马玉香, Xiaoqing Chi, Xiaoyun Jiang

Kısa özet

Gerilme, ısı akısı ve kütle akısı bellek tanımları için bağımsız Caputo mertebelerine sahip bir dikdörtgen kanal için geçici genelleştirilmiş Maxwell modeli geliştirildi ve üstel toplam yaklaşımları ile hesaplama karmaşıklığı O(NTNe)'ye ve geçmiş depolama O(Ne)'ye düşürüldü.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Gerilme, ısı akısı ve kütle akısı için bağımsız kesirli bellek tanımlarına sahip bir dikdörtgen kanalda MHD akışı için geçici bir genelleştirilmiş Maxwell modeli geliştirildi.
  • Kesirli-geçmiş terimlerinin değerlendirilmesini hızlandırmak için spektral yerleştirme ve üstel toplam yaklaşımlarını kullanan hızlı bir sayısal yöntem uygulandı.
  • Hızlı yöntem, hesaplama karmaşıklığını O(NT^2)'den O(NTNe)'ye ve geçmiş depolamayı O(NT)'den O(Ne)'ye düşürür.
  • Simülasyonlar, gerilme belleğinin hızı yeniden dağıttığını, ısı akısı belleğinin termal nüfuzu geciktirdiğini ve kütle akısı belleğinin konsantrasyon aşırı salınımlarının büyüklüğünü ve konumunu etkilediğini göstermektedir.
  • Parametre çalışmaları, hız, sıcaklık ve konsantrasyon profilleri üzerindeki Hartmann sayısı (Ha), termal bellek (τq) ve Soret sayısı (Sr) gibi temel boyutsuz parametrelerin önemli etkilerini ortaya koymaktadır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Coupled magnetohydrodynamic (MHD) heat and mass transfer in electrically conducting viscoelastic fluids is relevant to magnetically controlled transport of polymeric liquids and electrolytes. Previous fractional MHD studies, however, have generally not combined two-dimensional duct confinement with independent memory descriptions for stress, heat flux, and mass flux. Here, we develop a transient generalized Maxwell model for a rectangular duct that assigns independent Caputo orders to the constitutive, heat-flux, and mass-flux relations. The model incorporates thermal and solutal buoyancy, Soret and Dufour cross-diffusion, Joule heating, viscous dissipation, and a first-order homogeneous chemical reaction. The coupled system is discretized using the L1 formula in time and Legendre–Gauss–Lobatto spectral collocation in space, with sum-of-exponentials approximations to accelerate the evaluation of the three fractional-history terms. Manufactured-solution tests show first-order temporal convergence and spectral spatial accuracy. At τ = 1 / 1280 , Richardson-extrapolated L ∞ errors are at most 2.6 × 1 0 − 5 across all three fields. For fractional-history evaluation, the acceleration reduces computational complexity from O ( N T 2 ) to O ( N T N e ) and the corresponding history storage from O ( N T ) to O ( N e ) . The fast and direct methods produce solutions that differ by less than 1 0 − 10 in the tested cases. The simulations show that stress memory redistributes velocity, heat-flux memory delays thermal penetration, and mass-flux memory changes the magnitude and position of concentration overshoots. Raising H a from 1 to 7 reduces the peak velocity at z = 1 by 46.5%, whereas raising τ q from 0 to 5 lowers the temperature at ( y , z ) = ( 0.5,1.8 ) by 75.6%. Raising S r from 1.66 to 6.89 increases the maximum concentration at z = 1.8 by 63.8%. The framework supports efficient analysis of coupled fractional MHD transport in confined ducts.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Modelleme ve Simülasyon

Modeling and SimulationMathematics