PHD theses : Statistics

Permanent URI for this collectionhttps://repository.neelain.edu.sd/handle/123456789/12106

Browse

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Convective heat transfer in Regular fluid and Nano-fluid Flows: Application of Spectral Method
    (ALNEELAIN UNIVERSITY, 2022) Limia Elmnsour Omer Elmnsour
    Abstract In this study we examined the problem of heat transfer in regular fluids and nanofluids numerically. We start our investigation by deriving the governing equations consisting of the continuity, momentum, energy and concentration equations for the case of regular fluids and then we generalized these equations to the case of nanofluids. The dimensional physical quantities have been used in defining the physical parameters such as Lewis, Reynolds, Prandtal numbers, buoyancy ratio, Brownian motion, Deborah number, vortex viscosity parameter, Schmidt number, Eckert number and thermophoresis parameter in which affects heat and mass transfer characteristics as well as fluid properties. The resulting dimensionless differential equations of the flow have been solved numerically by using both the spectral quasi-linearisation method and spectral local linearisation method. This study consists of three scientific papers two are published and the third one under reviewing. Paper 1. In this paper, the problem of two dimensional flow of Maxwell nanofluid in presence of the thermophoresis and Brownian motion impacts have been studied numerically. Basically the partial differential equations described the motion of the fluid were form-lated by means of Maxwell model of viscoelasticity by connecting spring with dash-pot in series. By using a suitable similarity transformations we mapped these partial differential equations into highly nonlinear ordinary differential equations, then solved numerically by using the spectral quasi-linearisation method. The impact of our governing parameters on velocity, temperature, mass volume fraction, fluid properties as well as heat and mass volume fraction transfer were examined and shown in graphical and tubular forms. Paper 2. This paper deals with the problem of convective heat and mass transfer along a vertical plate under the assumption that the fluid viscosity being temperature dependence and nanoparticles are not controllable at the plate surface but the nanoparticle flux is zero. The highly nonlinear partial differential equations in which governed the nano-fluid flow transformed into nonlinear ordinary differential equations by using a similarity transfor-mation, after that integrated by using spectral quasilinearisation method (SQLM). Effects of the governing parameters such as the buoyancy ratio, the Brownion motion parameter, the thermospheres parameter and Lewis number on heat and mass transfer characteristic as well as the fluid properties were presented in graphical forms. The inbuilt Matlab bup4c numerical routine has been used as a benchmark for testing the accuracy of the SQLM. Paper 3. The unsteady two-dimensional flow of an incompressible micropolar fluid is investigated. The highly non-linear governing partial differential equations are further formulated with a variable viscosity under the influence of thermophoresis and viscous dissipation effects. The resulting governing equations have been solved numerically using bivariate local linearization method. The effects of interest parameters governing the flow on heat and mass transfer, velocity, temperature, and concentration profiles in the boundary layers have been presented in graphical and tubular forms المستخلص في هذا البحث قدمنا دراسة عددية لمسائل الانتقال الحراري في الموائع العادية و النانوبة علي حد سواء، لقد قمنا بإستنتاج المعادلات التفاضلية الحاكمة لحركة الموائع العادية التي تتكون من معادلة الاستمرارية ، كمية التحرك الخطية ، الطاقة و التركيز و من ثم عممناها للموائع النانوية. هنا استفدنا من الكميات البعدية الفيزيائية في تعريف بعض المعلمات مثل رقم لويس، رقم رينولدس، رقم براندتل، الحركة البراونية، رقم ديبورا، رقم شميدت، رقم إكرت، و معلمة التهجير الحراري التي تؤثر علي النتقال الحراري و المادي و كذلك خصائص المائع. هنا المعادلات اللابعدية المتحصل عليها حلت عدديا بطريقة الطيف شبيهة الخطية بالاضافة الي طريقة الطيف محلية الخطية. هذة الدراسة حوت ثلاث أوراق علمية ، حيث تم نشر ورقتين الورقة الاولي: في هذة الورقة قمنا بدراسة مائع ماكسويل النانوي ثنائي الابعاد تحت تأثير التهجير الحراري و الحركة البراونية. المعادلات التفاضلية التي تحكم الحركة حولت الي معادلات تفاصلية عادية عالية اللاخطية والتي بدورها حلت عددياً بواسطة طريقة الطيف شبيهة الخطية. تأثيرات المعلمات الفيزيائية الحاكمة علي السرعة، الحرارة، الكتلة النانوية، خصائص المائع و ايضاً علي الانتقال الحراري بينت على شكل رسومات و جداول. الورقة الثانية : مسألة الانتقال الحراري و المادي بالحمل علي طول لوح راسي بافتراض أن لزوجة المائع تعتمد علي الحرارة بشكل اساسي و ابضا الذرات النانوية ليست قابلة للتحكم علي جدار اللوح حيث فقط فيض الكتلة النانوية هو الذي يتلاشي على جدار اللوح. المعادلات التفاضلية الجزئية اللاخطية التي تحكم انسياب المائع النانوي حولت الي معادلات تفاضلية لا خطية عادية بواسطة تحويلة متماثلة ومن ثم حلت عددياً باستخدام طريقة الطيف شبيهة الخطية. تأثيرات المعلمات الحاكمة مثل معامل الطفو، الحركة البراونية ، معلمة التهجير الحراري ورقم لويس علي مميزات الانتقال الحراري و المادي و كذلك علي خصائص المائع. لإختيار الدقة الجبرية لطريقة الطيف شبيهة الخطية عايرناها بطريقة عددية لمسائل القيم الحدية في الماتلاب. الورقة الثالثة: في هذة الورقة بحثنا في مسألة الانسياب المستقر لمائع فيه أجسام دقيقة. المعادلات التفاضلية الحاكمة صيغت علي اساس أن لزوجة المائع ليست مقدار ثابت تحت تأثير التهجير الحراري و التبدد بسبب اللزوجة. المعادلات اللابعدية الناتجة حلت عددياً باستخدام طريقة الطيف محلية الخطية الثنائية. تأثيرات المعلمات التي تحكم الانسياب علي معدل الانتقال الحراري و المادي، السرعة، الحرارة و التركيز داخل الطبقة الحدودية مثل رقم شميدت، رقم إكيرت، معلمة التهجير الحراري عرضت في صورة رسومات و جداول.