Dinamika fluida, suatu ilmu terapan yang menggunakan pemodelan matematika dengan penambahan teknik solusi numerik, memainkan peran penting dalam teknik dan industri. Yang mendasar dalam bidang ini adalah tiga hukum yang mengatur: kekekalan massa, Hukum Kedua Newton, dan Hukum Pertama Termodinamika. Fluida biasanya terbagi menjadi tidak kental atau kental berdasarkan sifat gesekannya, istilah terakhir menggambarkan fluida dengan gesekan antar partikel. Studi Abel menyoroti bagaimana profil suhu fluida dapat terpengaruhi dari viskositas, dengan peningkatan viskositas terkait dengan kenaikan suhu. Ali dkk mengeksplorasi lebih lanjut dampak parameter magnetik pada aliran fluida kental konveksi Magnetohidrodinamik (MHD) bebas, menemukan bahwa penurunan nilai parameter magnetik menyebabkan peningkatan profil kecepatan. Dalam silinder yawed, penurunan profil suhu yang signifikan dapat teramati dengan konveksi campuran. Cairan Maxwell, yang gerakannya di bawah medan magnet, telah menjadi subjek berbagai penyelidikan.
Farooq dkk meneliti dampak konsentrasi volumetrik pada Cairan Maxwell, mencatat bahwa peningkatan bilangan Hartman, parameter gerak Brown, dan bilangan Deborah menyebabkan peningkatan konsentrasi volumetrik. Penelitian lain menunjukkan bahwa bilangan Darcy, parameter gerak Brown, dan bilangan Eckert mempengaruhi aliran cairan Maxwell melintasi permukaan regangan. Menariknya, keberadaan parameter medan magnet terbukti berkontribusi terhadap penurunan kecepatan fluida. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa partikel magnetik dapat mempengaruhi kecepatan dan distribusi suhu fluida. Krishna dan Chamkha memperluas penelitian ini, memeriksa aliran parameter kental dan magnetik melalui media berpori, dan mencatat bahwa peningkatan parameter magnetik dan kental menyebabkan penurunan kecepatan sistem.
Selain efek magnet, rotasi mikro juga berdampak pada pergerakan cairan kental. Partikel fluida mengalami rotasi mikro akibat gesekan, sebuah fenomena yang dieksplorasi oleh Fatunmbi dan Adeniyan. Studi mereka tentang perpindahan panas dan massa dalam cairan mikropolar MHD di atas lembaran peregangan. Hasil studi mereka menunjukkan bahwa peningkatan parameter material menyebabkan penurunan profil suhu dan konsentrasi. Studi MHD lebih lanjut pada cairan mikropolar yang melewati permukaan peregangan menunjukkan adanya peningkatan kecepatan. Namun, terjadi penurunan suhu dan bidang konsentrasi seiring dengan membengkaknya nilai parameter slip primer.
Viskositas dan Mikromagnetorotasi
Analisis numerik aliran fluida mikropolar melalui permukaan yang dapat menjadi renggang menunjukkan bahwa laju perpindahan panas menurun seiring dengan meningkatnya parameter nilai sumber panas. Aslani dkk. menemukan bahwa ketika aliran mikropolar MHD terhubungkan dengan fluida magnetisasi, mikromagnetorotasi berpotensi meningkatkan kecepatan aliran fluida. Namun, keberadaan mikromagnetorotasi ternyata menurunkan kecepatan fluida dan profil mikrorotasi, selain menekan konveksi dan mengurangi perpindahan panas dengan parameter Hartmann. Mikromagnetorotasi mengacu pada gerakan mikro partikel fluida magnetik yang penerapanya secara eksternal, menghasilkan lapisan batas kecepatan yang lebih tipis.
Penelitian ini bertujuan untuk menggabungkan dua karakteristik fluida, yaitu viskositas dan mikromagnetorotasi, untuk menganalisis kecepatan dan temperatur fluida yang mendapat pengaruh beberapa parameter: viskositas, bilangan Stuart, bilangan Prandtl, material, dan porositas. Beberapa penelitian telah menggunakan parameter ini secara kolektif dalam model aliran fluida mikromagnetorotasional. Cairan yang menunjukkan karakteristik mikromagnetorotasi terdapat dalam suspensi koloid, sistem pendingin, dan banyak aplikasi lainnya. Dengan mengintegrasikan karakteristik viskos dan mikromagnetorotasi. Penelitian ini berupaya menganalisis kecepatan dan suhu fluida dalam media silinder berpori menggunakan parameter-parameter tersebut di atas. Persamaan yang mengatur penelitian ini, yang berasal dari Hukum Fisika, meliputi persamaan kontinuitas, persamaan momentum, dan persamaan energi, yang diselesaikan dengan solusi numerik berbantuan MATLAB. Dengan pengaruh parameter viskositas, bilangan Stuart, bilangan Prandtl, material, dan porositas, penelitian ini dapat memberikan wawasan berharga untuk mengoptimalkan kecepatan dan suhu fluida dalam aplikasi teknik dan industri.
Penulis: Mohammad Ghani, Ph.D. (Teknologi Sains Data)
Link: Exploring Micromagnetorotation in Maxwell Viscous Fluid Flow Within a Porous Cylinder | IIETA
Baca Juga: Kontrol PID Agregator EV untuk C-FCAS
