Banyak peneliti tertarik pada aliran konveksi campuran dengan fluida Newtonian atau non-Newtonian dalam berbagai geometri seperti bola, kerucut, dan silinder. Aliran konveksi campuran yang tidak dapat dimampatkan melalui media bola padat tunggal diselidiki dan diselesaikan secara numerik di bawah suhu konstan [1]. Metode Keller-Box digunakan untuk menyelesaikan solusi numerik untuk aliran konveksi campuran di atas bola dengan pemanasan Newtonian [15]. Suhu permukaan lokal meningkat secara proporsional dengan pemanasan Newtonian. Kasim [9] ingin menyelidiki konveksi campuran aliran tunak-mampat di bawah fluida viskoelastik melalui bola padat menggunakan Keller-Box. Crank-Nicolson dan metode iteratif digunakan untuk menghitung hasil numerik dari aliran konveksi campuran yang tak dapat dimampatkan pada bola tunggal [4]. Aspek magnetohidrodinamika (MHD) dipelajari secara ekstensif pada [5] menggunakan metode Keller-Box, yang didasarkan pada model matematika sebelumnya.
Widodo dkk. [19] menyelidiki model MHD non-steady state pada bola padat tunggal di bawah pengaruh cairan mikro-polar. Baru-baru ini, panas, aliran slip, dan radiasi termal ferrofluida telah dipelajari secara ekstensif di [10], [21], [8], [13], [20], [3], [11] untuk beberapa media. Ferrofluid digunakan dalam sistem pendingin perangkat elektronik seperti hard disk komputer di sektor industri. Ferrofluid telah digunakan dalam aplikasi medis seperti terapi kanker [17]. Potensi ferrofluid dalam kedokteran sulit untuk diselidiki, terutama bila darah digunakan sebagai cairan dasar. Karena sifat-sifatnya berbeda dengan cairan Newtonian seperti air, darah diklasifikasikan sebagai cairan jenis non-Newtonian. Properti model fluida non-Newtonian tidak terwakili dalam persamaan Navier-Stokes standar. Persamaan Navier-Stokes di [12] kemudian harus disesuaikan untuk menjelaskan fluida jenis non-Newtonian. Untuk mengenali sifat elastis atau padat-fluida, masalah Casson diklasifikasikan sebagai fluida non-Newtonian. Daniel dkk. [2] menggunakan berbagai bentuk grafis dan tabular untuk menyelidiki pengaruh medan listrik, radiasi termal, disipasi kental, dan reaksi kimia pada aliran nanofluida dan perpindahan panas. Generasi entropi aliran MHD Couette melalui microchannel vertikal diselidiki pada [16] sambil memperhitungkan slip Ion. Sementara itu, Nayak [14] menyelidiki aliran MHD dan perpindahan panas kelas tiga melalui dua pelat berpori datar paralel panjang, dan metode Newton teredam telah digunakan untuk memberikan aspek numerik. Salah dkk. menyelidiki percepatan aliran MHD kelas dua melalui media berpori dan bingkai berputar di [18]. Berdasarkan pekerjaan sebelumnya, kami menyelidiki aspek numerik dari aliran konveksi alami pada pelat datar miring tunggal menggunakan skema numerik skema Crank Nicolson, di mana hasil pendekatan sistem kemudian diselesaikan secara iteratif dengan algoritma Thomas. Selain itu, makalah ini adalah kombinasi dari studi di [6] dan [7], di mana kemiringan pelat datar tunggal dianggap di bawah pengaruh konveksi alami aliran fluida. Solusi numerik diberikan dengan menerapkan skema numerik Crank-Nicolson, dimana metode ini memiliki karakteristik stabilitas yang stabil tanpa syarat di bawah teknik ekspansi Fourier.
Berikut ringkasan profil kecepatan, suhu, dan konsentrasi berdasarkan hasil dan pembahasan untuk masalah aliran konveksi alami pada pelat datar miring. 1) Ketika Grashof dan Grashof yang dimodifikasi ditingkatkan, profil kecepatan meningkat. Sementara itu, profil kecepatan semakin menurun ketika Prandtl (Pr) dan Schmidt (Sc) semakin menurun. 2) Profil suhu menurun dengan bertambahnya Grashof (Gr), Prandtl (Pr), dan Grashof termodifikasi (Gm). Selain itu, temperatur semakin meningkat seiring dengan kenaikan bilangan Schmidt untuk Schmidt (Sc) yang berbeda. 3) Profil konsentrasi menurun dengan bertambahnya Grashof (Gr), Grashof termodifikasi (Gm), dan Schmidt (Sc). Profil konsentrasi meningkat ketika Prandtl (Pr) lebih meningkat. 4) Profil kecepatan pelat datar miring (α = 45 derajat) lebih miring daripada (α = 90 derajat). Hasil ini masuk akal karena ketika fluida bergerak sepanjang pelat datar miring, akan membutuhkan lebih banyak gaya bagi fluida untuk melewati pelat datar miring. Sementara itu, profil suhu dan konsentrasi pada pelat datar miring antara (α = 45 derajat) dan (α = 90 derajat) dipelajari. Karena sudut kemiringan tidak berpengaruh pada suhu dan konsentrasi fluida yang melewati pelat datar miring, tidak ada perbedaan yang signifikan. 5) Skema Crank-Nicolson stabil tanpa syarat ketika istilah umum ekspansi Fourier digunakan untuk perhitungan stabilitas
Penulis: Mohammad Ghani, Ph.D.
Tautan Artikel: IJCS_50_2_31.pdf (iaeng.org)
