I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 ,   p p .   8 9 ~ 9 9   I SS N:  2252 - 8792 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 9 . i2 . p p 8 9 - 99          89         J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   Nu m erical a na ly sis  of MH D cas so n f luid  flow  ov er    a n expo nentially   a ccelerated ver tic a l plate in  e m bed ded poro us  m edi u m  w ith  ra m ped w a ll t e m pera ture  a nd  ra m ped  surfa ce  co ncentration  i unifor m   m a g netic  f ield       Ch.  Vij a y a   B ha s k a r 1 ,   Siv a   Reddy   Sh er i 2,     Anj a n K u m a Su ra m 3   1 De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s,  V ig n a n   In st it u te  o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s,  G I TA M   Un iv e rsit y ,   In d ia   3 De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s,  Ch ristu   Jy o th In sti tu te  o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 7 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Oct  2 2 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Feb   1 9 ,   2 0 2 0       Nu m e ric a a n a ly sis  o f   M HD   c a ss o n   f lu id   f lo w   o v e a n   e x p o n e n ti a ll y   a c c e ler a ted   v e rti c a p late   in   e m b e d d e d   p o ro u m e d iu m   w it h   ra m p e d   wa ll   tem p e r a tu re   a n d   ra m p e d   su rf a c e   c o n c e n tratio n   h a in v e stig a ted   in   th e   c u rre n t   in v e stig a ti o n .   T h e   f lo w   g o v e r n in g   d im e n sio n a v e lo c it y ,   te m p e ra tu re     a n d   c o n c e n trati o n   d if f e re n ti a e q u a ti o n a re   c o n v e rted   in to   n o n   d im e n sio n a f o r m   b y   u sin g   n o n - d im e n sio n a v a riab les .   Nu m e rica so lu ti o n t o     th e   c o n v e rted   e q u a ti o n a re   o b tain e d   b y   f in it e   e le m e n m e th o d .   T h e   re su lt a re   p re se n ted   g ra p h ica ll y   a n d   in   tab u lar  f o rm   f o v a rio u c o n tr o ll i n g   p a ra m e ters .   In   o rd e to   h ig h li g h th e   v a li d it y   a n d   a c c u ra c y   o f   o u p re se n t   m e th o d ,   w e   h a v e   c o m p a re d   o u re su lt w it h   th e   re su lt o b tai n e d   e a rli e r.     A   v e r y   g o o d   v a li d a ti o n   o f   th e   p re se n n u m e rica re su lt s h a s   b e e n   a c h iev e d .   K ey w o r d s :   C ass o n   f lu id   FEM   MH   R a m p ed   te m p er at u r e   T h er m al   r ad iatio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h .   Vij a y B h a s k ar ,     Dep ar t m en t o f   Ma th e m at ics,   Vig n an   I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   an d   Scie n ce ,   H y d er ab ad ,   T el an g a n a,   I n d ia .   E m ail:  v ij a y 3 2 8 4 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   M a g n e t o h y d r o d y n a m i c s   ( M H D )   i s   t h e   s t u d y   o f   t h e   i n t e r a c t i o n   b e t w e e n   m a g n e t i c   f i e l d s   a n d   e l e c t r i c a l l y   m o v i n g   c o n d u c t i n g   f l u i d s .   I t   c a m e   i n t o   e x i s t e n c e   i n   t h e   l a t e   1 9 3 0 s   o r   e a r l y   1 9 4 0 s .   L a t e r   i n   n i n e t e e n t h - c e n t u r y   p h y s i c i s t   F a r a d a y   c o n d u c t e d   f ew   i s o l a t e d   e x p e r i m e n t s   o n   M H D .   A f t e r w a r d s   a s t r o p h y s i c i s t s   r e a l i z e d   h o w   o m n i p r e s e n t   m a g n e t i c   f i e l d s   a n d   p l a s m a s   a r e   t h r o u g h o u t   t h e   u n i v e r s e .   T h e n   i n   1 9 4 2   i n v e n t i o n   A l f v e n   w a v e s   c r e a t e d   a   s i g n i f i c a n t   a t t e n t i o n   i n   a s t r o p h y s i c s .   H o w e v e r ,   t h e r e   w a s   s o m e   e a r l y   p i o n e e r i n g   w o r k   b y   e n g i n e e r     J .   H a r t m a n n ,   w h o   i n v e n t e d   t h e   e l e c t r o m a g n e t i c   p u m p   i n   1 9 1 8 .   H a r t m a n n   a l s o   u n d e r t o o k   a   s y s t e m a t i c   t h e o r e t i c a l   a n d   e x p e r i m e n t a l   i n v e s t i g a t i o n   o f   t h e   f l o w   o f   m e r c u r y   i n   a   h o m o g e n e o u s   m a g n e t i c   f i e l d .   I n d e e d   t h e   t e r m   ' H a r t m a n n   f l o w '   i s   n o w   u s e d   t o   d e s c r i b e   d u c t   f l o w s   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   a   m a g n e t i c   f i e l d .   D e s p i t e   H a r tm a n n ' s   e a r l y   r e s e a r c h e s ,   i t   w a s   o n l y   i n   t h e   e a r l y   1 9 6 0 s   t h a t   M H D   b e g a n   t o   b e   e x p l o i t e d   i n   e n g i n e e r i n g .   H o w e v e r ,   a s   t h e   i n t e r e s t   i n   p o w e r   g e n e r a t i o n   d e c l i n e d ,   r e s e a r c h   i n t o   m e t a l l u r g i c a l   M H D   t o o k   o f f .   T w o   d e c a d e s   l a t e r ,   m a g n e t i c   f i e l d s   a r r o u t i n e l y   u s e d   t o   h e a t ,   p u m p ,   s t i r   a n d   l e v i t a t e   l i q u i d   m e t a l s   i n   t h e   m e t a l l u r g i c a l   i n d u s t r i e s .   T h e   k e y   p o i n t   i s   t h a t     t h e   L o r e n t z   f o r c e   p r o v i d e s   a   n o n - i n t r u s i v e   m e a n s   o f   c o n t r o l l i n g   t h e   f l o w   o f   m e t a l s .   W i t h   c o n s t a n t   c o m m e r c i al   p r e s s u r e   t o   p r o d u c e   c h e a p e r ,   b e t t e r   a n d   m o r e   c o n s i s t e n t   m a t e r i a l s ,   M H D   p r o v i d e s   a   u n i q u e   m e a n s   o f   e x e r c i s i n g   g r e a t e r   c o n t r o l   o v e r   c a s t i n g   a n d   r e f i n i n g   p r o c e s s e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 :   8 9     99     90   T h e   M H D   f l o w s   a r e   e n c o u n t e r e d   i n   m a n y   g e o p h y s i c a l ,   a s t r o p h y s i c a l   a n d   e n g i n e e r i n g   a p p l i c a t i o n s .   H y d r o m a g n e t i c   f l o w s   h a v e   a   k e y   r o l e   i n   t h e   f i e l d s   o f   a e r o n a u t i c s ,   s t e l l a r   a n d   p l a n e t a r y   m ag n e t o s p h e r e s .   M H D   c o n c e p t s   a r e   u t i l i z e d   b y   t h e   e n g i n e e r s   i n   t h e   d e s i g n   o f   h e a t   e x c h a n g e r s ,   p u m p s ,   t h e r m a l   p r o t e c t i o n ,   i n   s p a c e   v e h i c l e   p r o p u l s i o n   c o n t r o l   a n d   r e - e n t r y ,   i n   c r e a t i n g   n o v e l   p o w e r - g e n e r a t i n g   s y s t e m s .   T h e   p u r i f i c a t i o n   o f   m o l t e n   m e t a l     f r o m   n o n - m e t a l l i c   i n c l u s i o n s   t h r o u g h   t h e   a p p l i c a t i o n   o f   m a g n e t i c   f i e l d   i s   a n o t h e r   im p o r t a n t   f e a t u r e   o f   M H D .     A l l   s u c h   a p p l i c a t i o n s   o f   M H D   g i v e   r i s e   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   p r o b l e m s   w h i c h   i n v o l v e s   t h e   M H D   e f f e c t s .     F o r   i n s t a n c e ,   N a d e e m   e t   a l .   [ 1 ]   h a v e   s t u d i e d   M H D   f l o w   o f   a   c a s s o n   f l u i d   o v e r   a n   e x p o n e n t i a l l y   s h r i n k i n g   s h e e t .   Sh e h z a d   e t   a l .   [ 2 ]   h a v e   a n a l y z e d   t h e   e f f e c t s   o f   m a s s   t r a n s f e r   o n   M H D   f l o w   o f   c a s s o n   f l u i d   w i t h   c h e m i c a l   r e a c t i o n   a n d   s u c t i o n .   C a s s o n   e t   a l .   [ 3 ]   h a v e   i n v e s t i g a t e d   E f f e c t s   o f   r a d i a t i o n   o n   M H D   f r e e   c o n v e c t i o n   o f   a   c a s s o n   f l u i d     f r o m   a   h o r i z o n t a l   c i r c u l a r   c y l i n d e r   w i t h   p a r t i a l   s l i p   i n   n o n - D a r c y   p o r o u s   m e d i u m   w i t h   v i s c o u s   d i s s i p a t i o n .     B e n a z i r   e t   a l .   [ 4 ]   h a v e   d i s c u s s e d   u n s t e a d y   M H D   c a s s o n   f l u i d   f l o w   o v e r   a   v e r t i c a l   c o n e   a n d   f l a t   p l a t e   w i th     n o n - u n i f o r m   h e a t   s o u r c e / s i n k .   E f f e c t s   o f   f l u i d   s u c t i o n   o n   a n   o s c i l l a t o r y   M H D   c h a n n e l   f l o w   w i t h   h e a t   t r a n s f e r   s t u d i e d   b y   A h m e d   e t   a l .   [ 5 ] .   E f f e c t s   o f   h a l l   c u r r e n t   o n   M H D   s l i p   f l o w   o f   c a s s o n   n a n o f l u i d   o v e r   a   s t r e t c h i n g   s h e e t   w i t h   z e r o   n a n o p a r t i c l e   m a s s   f l u x   s t u d i e d   b y   A z i z   a n d   A f i f y   [ 6 ] .   A   s h e a r   t h i n n i n g   l i q u i d   w h i c h   i s   a s s u m e d   t o   h a v e   a n   i n f i n i t e   v i s c o s i t y   a t   z e r o   r a t e   o f   s h e a r ,   a   y i e l d   s t r e s s   b e l o w   w h i c h   n o   f l o w   o c c u r s ,   a n d   a   z e r o   v i s c o s i t y   a t   a n   i n f i n i t e   r a t e   o f   s h e a r   i s   k n o w n   a s   c a s s o n   f l u i d .   T h e   c a s s o n   f l u i d   i s   a   p l a s t i c   f l u i d ,   w h i c h   y i e l d s   s h e a r   s t r e s s   i n   c o n s t i t u t i v e   e q u a t i o n s .   S o m e   o f   t h e   e x a m p l e s   o f   c a s s o n   f l u i d   m o d e l   a r e   j e l l y ,   s o u p ,   h o n e y ,   t o m a t o   s a u c e ,   c o n c e n t r a t e d   f r u i t   ju i c e s ,   d r i l l i n g   o p e r a t i o n s ,   f o o d   p r o c e s s i n g ,   m e t a l l u r g y ,   p a i n t s ,   c o a l   i n   w a t e r ,   s y n t h e t i c   l u b r i c a n t s ,   m an u f a c t u r i n g   o f   p h a r m a c e u t i c a l   p r o d u c t s ,   s y n o v i a   f l u i d s ,   s ew a g e   s l u d g e ,   a n d   m a n y   o t h e r s .   H u m a n   b l o o d   i s   a l s o   c o n s i d e r e d   a s   c a s s o n   f l u i d .   T h e   n o n l i n e a r     c a s s o n   c o n s t i t u t i v e   e q u a t i o n   d e s c r i b e d   t h e   p r o p e r t i e s   o f   m a n y   p o l y m e r s .   F u r t h e r m o r e ,   c a s s o n   f l u i d   p o s s e s s e s   y i e l d   s t r e s s   a n d   h a s   g r e a t   i m p o r t a n c e   i n   p o l y m e r   p r o c e s s i n g   i n d u s t r i e s   a n d   b i o m e c h a n i c s .   H a r i   a n d   H a r s h a d   [ 7 ]   h a v e   d e s c r i b e d   S o r e t   a n d   h e a t   g e n e r a t i o n   e f f e c t s   o n   M H D   c a s s o n   f l u i d   f l o w   p a s t   a n   o s c i l l a t i n g   v e r t i c a l   p l a t e   e m b e d d e d   t h r o u g h   p o r o u s   m e d i u m .   M o h y u d d i n   a n d   K h a n   [ 8 ]   h a v e   s t u d i e d   n o n l i n e a r   r a d i a t i o n   e f f e c t s   o n   s q u e e z i n g   f l o w     o f   a   c a s s o n   f l u i d   b e tw e e n   p a r a l l e l   d i s k s .   A k b a r   [ 9 ]   h a s   a n a l y z e d   t h e   i n f l u e n c e   o f   m a g n e t i c   f i e l d   o n   p e r i s t a l t i c   f l o w   of a   c a s s o n   f l u i d   i n   a n   a s y m m e t r i c   c h a n n e l :   a p p l i c a t i o n   i n   c r u d e   o i l   r e f i n e m e n t .   V a j r a v e l u   e t   a l .   [ 1 0 ]   h a v e   p r e s e n t e d   p e r i s t a l t i c   t r a n s p o r t   o f   a   c a s s o n   f l u i d   i n   c o n t a c t   w i t h   a   N e w t o n i a n   f l u i d   i n   a   c i r c u l a r   t u b e   w i t h   p e r m e a b l e     w a l l .   N a g a r a n i   e t   a l .   [ 1 1 ]   h a v e   g i v e n   e x a c t   a n a l y s i s   o f   u n s t e a d y   c o n v e c t i v e   d i f f u s i o n   i n   c a s s o n   f l u i d   f l o w   i n     a n   a n n u l u s - A p p l i c a t i o n   t o   c a t h e t e r i z e d   a r t e r y .   A   m a t h e m a t i c a l   m o d e l i n g   f o r   p u l s a t i l e   f l o w   o f   c a s s o n   f l u i d   a l o n g   w i t h   m a g n e t i c   n a n o p a r t i c l e s   i n   a   s t e n o s e d   a r t e r y   u n d e r   e x t e r n a l   m a g n e t i c   f i e l d   a n d   b o d y   a c c e l e r a t i o n   d i s c u s s e d   b y   P r i y a d h a r s h i n i   a n d   P o n a l a g u s a m y   [ 1 2 ] .   T h er m al  r ad iatio n   i s   elec tr o m ag n et ic  r ad iatio n   e m itted   b y   a   b o d y   b y   v ir t u o f   i ts   te m p er atu r an d   at   th ex p en s o f   its   i n ter n a en er g y .   T h u s   th er m al  r ad iatio n   is   o f   t h s a m n at u r as  v is ib le  lig h t,  x - r a y s ,     an d   r ad io   w a v e s ,   t h d if f er e n ce   b et w ee n   th e m   b ei n g   in   t h eir   w a v elen g t h s   a n d   t h s o u r ce   o f   g en er atio n .     T h er m al  r ad iatio n   is   i m p o r tan h as  ap p licatio n s   t h at  i n c lu d h i g h - te m p er at u r m a n u f ac tu r in g   p r o ce s s e s     an d   m ater ial s   p r o ce s s i n g ,   i m p r o v ed   ef f icie n c y ,   a n d   m o r e   ac cu r ate   d esi g n   m et h o d s   n e ce s s ar y   f o r   en er g y   co n v er s io n   d ev ice s ,   t h u s o f   n e w   m ater ial s ,   h y p er s o n ic  f lo w   a n al y s i s ,   a n d   o th er s .   Saj id   a n d   Ha y at   [ 1 3 ]   h av e   in v e s ti g ated   t h i n f lu e n ce   o f   t h er m al   r ad iatio n   o n   t h b o u n d ar y   la y er   f lo w   d u e   to   an   e x p o n en t iall y   s tr etc h i n g   s h ee t.  B h attac h ar y y a   an d   L a y ek   [ 1 4 ]   h av s tu d ied   th ef f e cts  o f   s u c tio n /b lo w i n g   o n   s te ad y   b o u n d ar y   la y er   s tag n atio n - p o in f lo w   a n d   h ea tr an s f er   to w ar d s   s h r in k i n g   s h ee w i th   th er m al  r ad iatio n .   P r am a n ik   [ 1 5 ]   h a s   ex p lain ed   ca s s o n   f lu id   f lo w   an d   h ea tr an s f er   p ast  a n   ex p o n en tial l y   p o r o u s   s tr etc h i n g   s u r f ac i n   p r esen ce     o f   th er m al  r ad iatio n .   E f f ect s   o f   n o n lin ea r   t h er m al  r ad iatio n   o n   MH ch e m icall y   r ea ctin g   Ma x w ell  f l u id   f lo p ast  lin ea r l y   s tr etch i n g   s h ee in v es tig a ted   b y   Mo h an   R a m R ed d y   et  al.   [ 1 6 ] .   Ya o - m at h e m atica an d   n u m er ical  a n al y s i s   o f   r ad iativ h ea t tr an s f er   i n   s e m i - tr an s p ar en m ed ia  g i v e n   b y   C h u a n g   Han   et  al.   [ 1 7 ] .   R ate  o f   ch an g in   te m p er at u r o v er   tim is   ca lled   r a m p ed   tem p er atu r e.   I n   f e w   i n v esti g a tio n s   r esear ch er s   co n s id er ed   r am p e d   te m p er atu r p r o f iles ,   t h in t er v al  f o r   r a m p ed   w it h   r esp ec t   to   ti m i n   th p late   te m p er atu r i s   as s u m ed   f i x ed   i . e.   0 < t ' t 0   ( t'   an d   t ar ti m an d   ch ar ac ter is tic  t i m e   r esp ec tiv el y )   w h ich   r ed u ce s   to   0< t 1   ( t   b ein g   th d i m e n s i o n less   ti m e)   in   n o n - d i m e n s io n al  f o r m .   I is   to   b e   n o ted   th at  in ter v al  f o r   r am p ed   p r o f ile  v a r ies   f r o m   m ater ial  t o   m ater ial  d ep en d i n g   u p o n   t h s p ec if ic   h ea ca p ac it y   o f   th m ater ial.   Var iab le  r a m p ed   tem p er atu r p r o f iles   ap p ea r   in   r ea w o r ld   s itu atio n   in   b u ild in g   air   co n d itio n i n g   s y s te m s ,   f ab r icatio n     o f   th i n - f i l m   p h o to v o ltaic  d ev i ce s ,   p h ase  tr an s i tio n   i n   p r o ce s s in g   o f   m ater ials ,   t u r b in b lad h ea tr an s f er ,   h ea t   ex ch a n g er s   etc.   Siv R ed d y   Sh er et  al.   [ 1 8 ]   h av an al y ze d   h ea an d   m a s s   tr an s f er   ef f ec t s   o n   MH n atu r al   co n v ec tio n   f lo w   p ast  an   i m p u ls i v el y   m o v in g   v er tical  p lat w it h   r a m p ed   tem p er atu r e.   S iv R ed d y   S h er   an d   An j an   Ku m ar   [ 1 9 ]   h av d is cu s s ed   f i n ite  ele m en a n al y s is   o f   h ea an d   m as s   tr an s f er   p ast  an   i m p u ls i v el y   m o v i n g   v er tical  p late  w i th   r a m p ed   te m p er at u r e.   Si v R ed d y   S h er et  al.   [ 2 0 ]   h av i n v esti g ated   h ea t   an d   m as s   tr an s f er   ef f ec ts   o n   MH n at u r al  co n v ec tio n   f lo w   p ast  an   in f i n ite  i n cli n ed   p late  w it h   r a m p ed   te m p er atu r e.   Nan d k eo l y ar   et  al.   [ 2 1 ]   h av e   g iv e n   ex ac s o lu tio n s   o f   u n s tead y   MH f r ee   co n v ec tio n   i n   h ea ab s o r b in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       N u merica l a n a lysi s   o f MHD  c a s s o n   flu id   flo w   o ve r   a n   ex p o n en tia lly …  ( C h .   V ija ya   B h a s ka r )     91   f l u id   f lo w   p ast  f la p late  w it h   r a m p ed   w al te m p er atu r e.   Seth   et  al.   [ 2 2 ]   h av clar i f ied   h y d r o m a g n etic   n atu r al  co n v ec tio n   f lo w   w it h   h ea an d   m as s   tr an s f er   o f   c h e m icall y   r ea ctin g   a n d   h ea a b s o r b in g   f lu id   p ast     an   ac ce ler ated   m o v i n g   v er tic al  p late  w it h   r a m p ed   te m p er atu r an d   r a m p ed   s u r f ac co n ce n tr at io n   t h r o u g h     p o r o u s   m ed i u m .   MH Nat u r al  co n v ec tio n s   f lo w   p ast  m o v i n g   v er tical   p late   w i th   r a m p ed   te m p er atu r e   s tu d ied   b y   Vij a y B h as k ar   et  a l.  [ 2 3 ] .   As  p er   au t h o r s   k n o w led g n o   w o r k   h a s   ta k en   p lace   to   in v e s tig a te  t h n u m er ical  a n al y s i s   o n   MH D   ca s s o n   f lu id   f lo w   o v er   an   ex p o n en tial l y   ac ce ler ated   v er tical   p late  in   em b ed d ed   p o r o u s   m ed iu m   w it h   r a m p ed   w all  te m p er atu r a n d   r am p e d   s u r f ac co n ce n tr atio n .   I n   t h cu r r en n u m er ical  i n v e s ti g atio n   t h in f l u e n ce     o f   ca s s o n   p ar a m eter   an d   t h er m al  r ad iatio n   o n   h y d r o m ag n etic,   i n co m p r es s ib le,   v is co u s   elec tr icall y   co n d u cti n g ,   h ea t a b s o r b in g   f l u id   o v er   an   ex p o n e n tiall y   ac ce l er ated   v er tical  p late  in   e m b ed d ed   p o r o u s   m ed iu m   w it h   r a m p ed   te m p er at u r an d   r am p ed   s u r f ac co n ce n tr atio n   h as  b ee n   s t u d ied .   T h f lo g o v er n i n g   p ar tial   d if f er e n tial  eq u atio n s   alo n g   w it h   i n itial  an d   b o u n d ar y   c o n d itio n s   ar tr an s f o r m ed   in to   n o n - d i m en s io n a l     f o r m   t h en   s o l v ed   w ith   t h aid   o f   f i n ite  ele m en m et h o d   ( FEM ) .   T h ef f ec t s   o f   v ar io u s   p er tin e n p ar a m eter s   o n   f lo w   p atter n   ar d is p la y ed   g r ap h icall y   a n d   in ter p r eted   in   d etail.   Ver if icatio n   o f   co m p u ta tio n s   w it h   p r ev io u s   s tu d ie s   in   t h liter at u r is   al s o   in clu d ed .   T h r esu lts   w it h   r esp ec to   d im e n s io n les s   v e lo cit y ,   te m p er at u r e ,     an d   co n ce n tr atio n   ca n   b u s ed   as a   r ef er en ce   f o r   an y   f u t u r s tu d y .         2.   F O RM U L AT I O O F   T H E   P RO B L E M   I n   Fi g u r e   1   th e   f lo w   b ein g   co n f in ed   to   y' >0 ,   w h er e   y'   t h c o o r d in ate  is   i s   m ea s u r ed   in   th n o r m a l   d ir ec tio n   to   th p late  an d   x' - is   tak e n   alo n g   th w all  i n   th u p w ar d   d ir ec tio n .   I n itiall y ,   at  ti m e   t' =0 ,   b o th     th f lu id   an d   t h p late  ar u n i f o r m   te m p er atu r T   an d   t h co n c en tr atio n   n ea r   t h p late  is   a s s u m ed   to   b C at  all  th e   p o in ts   r e s p ec tiv el y .   A t   ti m e   t' >0 ,   th p late  i s   g i v en   a n   e x p o n e n tiall y   ac ce ler ated   in   t h v er tica d ir ec tio n   ag ai n s g r av itat io n al   f ield   w it h   v elo cit y   t a e U 0   an d   co n s t an h ea f l u x   0 t t T w T T ,   w h en   t'≤ t an d   T w '   w h e n   t' > t 0   r esp ec tiv el y   w h ic h   is   th er af ter   m ai n tai n ed   co n s tan t   T w '   an d   th le v el   o f   m a s s   tr an s f er   at   th s u r f ac o f   th p late  i s   r ai s ed   o r   lo w er ed   to   0 t t C w C C   w h e n   t' t 0   an d   C w '   w h en   t' > t 0   r esp ec ti v el y   w h ic h   is   t h er a f ter   m ai n tai n ed   co n s ta n C w ' .   A   u n i f o r m l y   m a g n etic  f ield   o f   s tr en g th   B 0   is   ap p lied   i n     th e   y ' - ax is   d ir ec tio n .   I n d u ce d   m ag n etic   f ield   is   n e g li g ib le.   W ass u m e   th at,   r ig id   p late,   i n co m p r ess ib le  f lo w ,   o n d i m en s io n a f lo w ,   n o n - Ne w to n ia n   f l u id ,   f r ee   co n v ec tio n   an d   v i s co u s   d is s ip atio n   ter m   in   t h en er g y   eq u atio n   is   n e g lecte d .             Fig u r 1 .   Sk etc h   o f   t h p h y s ic al  f lo w   p r o b lem       T h co n s titu t iv eq u a tio n   f o r   th ca s s o n   f l u id   ca n   b w r itte n   as :     2 2 2 2 Py Be ij c ij Py Be ij c c                     ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 :   8 9     99     92   w h e r e   ij e ij e a n d   ij e i s   t h e   j i , t h   c o m p o n e n t   o f   t h e   d e f o r m a t i o n   r a t e ,   i s   t h e   p r o d u c t   o f   t h e   c o m p o n e n t     o f   d e f o r m a t i o n   r a t e   w i t h   i t s e l f ,   c i s   a   c r i t i c a l   v a l u e   o f   t h i s   p r o d u c t   b a s e d   o n   t h e   n o n - N ew t o n i a n   m o d e l ,   B   i s   p l a s t i c   d y n a m i c   v i s c o s i t y   o f   t h e   n o n - N e w t o n i a n   f l u i d   a n d y P   i s   y i e l d   s t r e s s   o f   f l u i d .   U n d e r   a b o v e   a s s u m p t i o n s   a n d   t a k i n g   i n t o   a c c o u n t   t h e   B o u s s i n e s q   a p p r o x i m a t i o n g o v er n i n g   eq u atio n s   a r e   g i v e n   i n   ( 2 - 4 ) .     ) ( ' 1 2 0 2 2 1 1 C C C g T T T g u k u B y u B t u    ( 2 )     T T p c Q y r q p c y T p c k t T 0 ' ' 1 2 2   ( 3 )     C C k y C M D t C 2 2 2   ( 4 )     W ith   f o llo w i n g   in i tial a n d   b o u n d ar y   co n d itio n s :     0 , , 0 , ' 0 ' , ' 0 0 ' / ' , ' 0 ' , ' 0 0 ' / ' , 0 ' 0 ' , , 0 ' 0 , , 0 0 0 0 0 0 0 0 t f o r y as C C T T u t t f o r y at C t t f o r y at t t C t t f o r y at T t t f o r y at t t T T T T t f o r y at e U u t a n d y f o r C C T T u w w w t a C w C C   ( 5 )       I n tr o d u cin g   th f o llo w i n g   d i m en s io n les s   q u an titi es :       ( 6 )     Ma k i n g   u s o f   ( 6 )   in   ( 2 ) ,   ( 3 ) ,   a n d   ( 4 ) ,   w g et  n o n - d i m e n s io n a l f o r m   as:     G m C Gr u K M y u t u 1 2 2 1 1   ( 7 )     T R Q y T t T ) ( 2 2 Pr 1   ( 8 )     K r C y C Sc t C 2 2 1   ( 9 )     T h n o n - d i m en s io n a l f o r m   o f   in itial a n d   b o u n d ar y   co n d itio n s   ar e :     0 , 0 , 0 , 0 0 , 0 , 1 , 1 1 0 , , , 1 , 1 1 0 , , 0 0 , 0 t y as C u t y as t t t C t t t e u t a n d y f o r C u t a   ( 1 0 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       N u merica l a n a lysi s   o f MHD  c a s s o n   flu id   flo w   o ve r   a n   ex p o n en tia lly …  ( C h .   V ija ya   B h a s ka r )     93   3.   M E T H O O F   SO L UT I O N   T h f in ite  ele m e n m et h o d   is   p o w er f u tech n iq u f o r   s o lv i n g   d if f er en tial  o r   p ar tial   d if f er en tia l   eq u atio n s   as  w ell  as  in te g r al  eq u atio n s .   An   ex ce lle n d escr ip tio n   o f   f in ite  ele m e n f o r m u lat io n s   is   av ailab le  i n   B ath [ 2 4 ]   an d   R ed d y   [ 2 5 ] .   T h b asic  co n ce p t   is   th at  t h e   w h o le  d o m ain   i s   d iv id ed   in t o   s m aller   ele m en t s     o f   f i n ite  d i m en s io n s   ca lled   Fi n ite  E le m e n ts .   I is   t h m o s v er s atile  n u m er ical  tec h n iq u i n   m o d er n   en g i n ee r i n g   a n al y s i s   an d   h a s   b ee n   e m p lo y ed   to   s tu d y   v ar io u s   p r o b lem s   in   h ea tr an s f e r ,   f lu id   m ec h a n ics,  ch e m ical  p r o ce s s in g ,   r ig id   b o d y   d y n a m ic s ,   s o lid   m ec h a n ics,  elec tr ical  s y s te m s   a n d   m an y   o th er   f ield s .     T h f in ite  ele m e n m eth o d   ( F E M)   co n s is t s   o f   f o llo w i n g   s te p s :   Step   1 : D is cr etiza tio n   o f   t h d o m a in     T h f u n d a m e n tal  co n ce p o f   t h FEM   is   to   d iv id th r eg i o n   o f   th p r o b le m   i n to   s m all  co n n ec te d   p iece s ,   ca lled   f i n ite   ele m en t s .   T h g r o u p   o f   ele m e n ts   is   ca l l ed   th f in ite  ele m e n m es h .   T h ese  f i n ite  e le m e n t s   ar ass o ciate d   in   n o n - o v er la p p in g   m a n n er ,   s u c h   t h at  th e y   c o m p lete l y   co v er   t h en t ir s p ac o f   th p r o b lem .   Step   2 : I n v en tio n   o f   t h ele m e n t e q u atio n   A   r ep r esen tati v ele m en is   s elec ted   f r o m   t h m e s h   an d   t h v ar iatio n a f o r m u latio n   o f   th g iv e n   p r o b lem   is   cr ea ted   o v er   th ty p ica ele m e n t.  O v er   an   elem en t,  an   ap p r o x i m ate  s o l u tio n   o f   th v ar iati o n a l   p r o b lem   is   in v e n ted ,   an d   b y   s u r r o g atin g   th i s   in   th s y s te m ,   th ele m e n eq u atio n s   ar g en er ated .   T h elem en t   m atr i x ,   w h ic h   is   al s o   k n o w n   a s   s ti f f n e s s   m atr ix ,   i s   er ec ted   b y   u s in g   t h ele m en t i n ter p o lati o n   f u n ct io n s .   Step   3 : A s s e m b l y   o f   t h ele m e n t e q u a tio n s     T h alg eb r aic  eq u atio n s   s o   ac h iev ed   ar a s s e m b led   b y   i m p o s i n g   th e   in ter   ele m en t   co n tin u it y   co n d itio n s .   T h is   y ield s   lar g e   n u m b er   o f   m at h e m atica eq u atio n s   k n o w n   as  th g lo b al  f in ite  ele m e n m o d el,   w h ic h   g o v er n s   t h w h o le  d o m ain .   Step   4 : I m p o s itio n   o f   t h b o u n d ar y   co n d itio n s     O n   t h e   a c c u m u l a t e d   e q u a t i o n s ,   t h e   i n i t i a l   a n d   b o u n d a r y   c o n d i t i o n s   ( 1 0 )   a r e   i m p o s e d .   Step   5 : So lu tio n   o f   a s s e m b led   eq u atio n s     T h e   a s s e m b l e d   e q u a t i o n s   s o   o b t a i n e d   c a n   b e   s o l v e d   b y   a n y   o f   t h e   n u m e r i c a l   m e t h o d s ,   n a m e l y ,   G a u s s   e l i m i n a t i o n   t e c h n i q u e ,   L U   d e c o m p o s i t i o n   t e c h n i q u e ,   a n d   t h e   f i n a l   m a t r i x   e q u a t i o n   c a n   b e   s o l v e d   b y   i t e r a t i v e   t e c h n i q u e .   F o r   c o m p u t a t i o n a l   p u r p o s e s ,   t h e   c o o r d i n a t e   y   i s   v a r i e d   f r o m   0   t o   y m a x = 1 . 5 ,   w h e r e   y max   r e p r e s e n t s   i n f i n i ty   i . e .,  e x t e r n a l   t o   t h e   m o m e n t u m ,   e n e r g y   a n d   c o n c e n t r a t i o n   e d g e   l a y e r s .       4.   VALI DAT I O NS O F   NUM E RICA L   RE SUL T S   I n   o r d er   to   v alid ate  an d   v er i f y   th p r ese n n u m er ical   m et h o d   u s ed   f o r   th is   s tu d y   i n   t h s p ec ial  ca s i s   co m p ar ed   w ith   a v ailab le   r esu lts   o f   R aj   Nan d k eo l y ar   et   al.   [ 2 1 ]   an d   Seth   et  al.   [ 2 2 ]   is   ex h ib ited   in     T ab les  1 - 2.   T h ese  tab les  d is p l a y   th co m p ar is o n   o f   N u s s e lt  n u m b er   an d   Sh er w o o d   n u m b e r   f o r   b o th   r am p ed   an d   is o th er m al  p lates a n d   it is   co n v e y ed   th er is   g o o d   ag r ee m en t b et w ee n   t h r esu lts   e x is t .         T ab le  1 .   C o m p ar is o n   o f   N u s s e lt n u m b er   ( w h e n 0 R   an d   0 Kr )       R e su l t b y   N a n d k e o l y a r   e t   a l .   [ 2 1 ]   P r e se n t   R e su l t s   t   Pr   R a m p e d   I so t h e r mal   R a m p e d   I so t h e r mal   0 . 3   0 . 7 1   0 . 5 7 1 3 4 7 5 2   1 . 1 1 6 0 5 4 1 1   0 . 5 7 1 3 4 7 5 1 9   1 . 1 1 6 0 5 4 1 0   0 . 7   0 . 7 1   0 . 9 6 9 2 9 1 4 3   0 . 9 2 5 3 1 0 5 1   0 . 9 6 9 2 9 1 4 3 0   0 . 9 2 5 3 1 0 5 0   0 . 7   7 . 0 0   3 . 0 4 3 5 0 6 4 1   2 . 9 0 5 4 0 9 4 3   3 . 0 4 3 5 0 6 4 1 0   2 . 9 0 5 4 0 9 4 2 9       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   S h er w o o d   n u m b er   ( w h e n     an d   0 R )       R e su l t b y   S e t h   e t   a l .   [ 2 2 ]   P r e se n t   R e su l t s   t   Kr   R a m p e d   I so t h e r mal   R a m p e d   I so t h e r mal   0 . 3   0 . 2   0 . 2 9 5 6 4 9   0 . 5 2 5 7 0 2   0 . 2 9 5 6 5 0 0   0 . 5 2 5 7 0 2 0   0 . 5   0 . 2   0 . 3 8 6 5 9 3   0 . 4 2 8 4 1 5   0 . 3 8 6 5 9 2 9   0 . 4 2 8 4 1 4 9   0 . 3   2 . 0   0 . 3 4 4 6 5 9   0 . 8 3 9 9 4 5   0 . 3 4 4 6 6 0 0   0 . 8 3 9 9 4 4 9       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   E x ten s i v n u m er ical  s o l u tio n s   h av b ee n   f o u n d   f o r   f lo w   g o v er n in g   v e lo cit y ,   te m p er at u r e     an d   co n ce n tr atio n   ( 6 - 9 )   u n d e r   th i n itial  a n d   b o u n d ar y   co n d itio n s   ( 1 0 ) ,   b y   u s i n g   f i n ite   ele m e n m et h o d .   Ob tain ed   co m p u tatio n al  r esu lts   ar p r esen ted   g r ap h ical l y   in   Fi g u r es  2 - 1 6   to   illu s tr ate  th in f lu e n c e     o f   g o v er n i n g   p ar a m eter s   v iz.   C ass io n   p ar a m eter ,   Ma g n et ic  p ar am eter ,   p o r o s it y   p ar a m eter ,   th er m al  Gr ash o f   n u m b er ,   m as s   Gr ash o f   n u m b er ,   P r an d tl  n u m b er ,   h ea ab s o r p tio n ,   t h er m al  r ad iatio n ,   Sch m id n u m b er     an d   ch e m ical  r ea c tio n   p ar a m et er   o n   v elo cit y ,   te m p er atu r an d   co n ce n tr atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 :   8 9     99     94   T h b eh av io r   o f   f l u id   v e lo cit y   ag ai n s C as s io n   p ar a m eter   γ   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o t h er m a p lates  i s   illu s tr ated   in   Fig u r 2 .   I r ev ea ls   th at  an   i n cr ea s in   γ   lead s   to   d im in is h   in   v elo cit y   p r o f ile,   s in ce   cas s o n   p ar am eter   m a k es  t h v elo cit y   b o u n d ar y   la y er   th ic k n es s   s h o r ter .   I is   f u r th er   o b s er v ed   f r o m   t h is   Fi g u r e   2   t h at   p last ic  d y n a m ic  v i s co s it y   e n la r g ed   o n   in cr ea s in g   γ   it  cr ea tes   r esis tan ce   in   f l u id   f lo w   a n d   h en ce   f l u id   v elo cit y   is   d ec r ea s ed .   Fig u r 3   d e p icts   th in f l u en ce   o f   m a g n etic  p ar a m eter   M   o n   v elo cit y   p r o f ile  f o r   b o th   r am p ed     an d   is o th er m al  p lates.  I is   p er ce iv ed   f r o m   t h is   F ig u r e   3   th at  v elo cit y   g ets  r ed u ce   b y   i n cr ea s in g   M .   T h is   is   d u e   to   th f ac t h at  th ap p lied   m ag n etic  f ield   n o r m al  to   th e   f lo w   d ir ec tio n   i n d u ce s   th d r ag   lik f o r ce   ca lled   L o r en tz  f o r ce   w h ic h   h a s   ten d en c y   to   d ec eler ate  f l u id   f lo w .                   Fig u r 2 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   ca s s o n   p ar a m eter       Fig u r 3 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   m ag n etic  p ar am eter       I n   Fig u r 4   p r o f iles   o f   v elo city   h av b ee n   p lo tted   ag ain s v a r io u s   v al u es  o f   p er m ea b il it y   p ar a m eter   K   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o th er m al  p lates  b y   k ee p i n g   o t h er   p ar a m eter s   f i x ed .   I is   id en ti f ied   f r o m   t h is   F ig u r e   4   th at  f o r   lar g v al u es  o f   K ,   v el o cit y   b o u n d ar y   la y er   t h ick n es s   en lar g e s   w h ic h   ex p lai n s   t h e   p h y s ical  s itu at io n   th at  as  K   in cr ea s e s ,   th r esis tan ce   o f   th p o r o u s   m ed iu m   i s   lo w er ed   w h ic h   b o o s ts   u p   th m o m e n t u m   d ev elo p m en o f   t h f lo w   r e g i m e,   u lti m atel y   en h a n ce s   th e   v elo cit y   f ield .   T h co n tr o o f   th er m al  Gr as h o f   n u m b er   Gr   o n   f l u id   v elo cit y   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o t h er m al  p lates  is   d e m o n s tr ated   i n   Fig u r 5 .   T h er m a l   Gr ash o f   n u m b er   is   t h r atio   o f   th er m al  b u o y an c y   f o r ce   to   v is co u s   h y d r o   d y n a m ic  f o r ce .   I is   o b s er v ed   th at  v elo cit y   i n cr ea s es  w it h   i n cr ea s in g   v al u es  o f   Gr .   T h f lo w   is   ac ce ler ated   d u to   t h en h a n ce m en i n   t h e   b u o y an c y   f o r ce s   co r r esp o n d in g   to   th i n cr ea s i n g   v al u es o f   G r ash o f   n u m b er .                   Fig u r 4 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   p o r o s ity   p ar a m eter     Fig u r 5 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   Gr ash o f   n u m b er     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       N u merica l a n a lysi s   o f MHD  c a s s o n   flu id   flo w   o ve r   a n   ex p o n en tia lly …  ( C h .   V ija ya   B h a s ka r )     95   T h in f l u en ce   o f   m as s   Gr as h o f   n u m b er   o n   v elo cit y   p r o f ile  f o r   b o th   r a m p ed   te m p er atu r an d   is o th er m al  p late  i s   d is p la y ed   i n   Fi g u r 6 .   T h m as s   Gr as h o f   n u m b er   Gm   c h ar ac ter izes  th e   r atio   o f   th e   m a s s   b u o y an c y   f o r ce   an d   v is co u s   h y d r o d y n a m ic  f o r ce .   As  ex p ec ted ,   it  is   o b s er v ed   th at,   f o r   b o th   r am p ed   te m p er atu r a n d   is o t h er m al  p l ate  f l u id   v e lo cit y   i n cr ea s e s   o n   in cr ea s i n g   Gm .   T h is   i m p lie s   t h at  f l u id   v elo cit y   i s   g etti n g   ac ce ler ated   d u to   e n r ich m e n i n   m as s   b u o y a n c y   f o r ce .   Fig u r es  7 - 8   p o r tr ay   t h e f f ec t   f   P r an d tl   n u m b er   P r   o n   v elo cit y   an d   te m p er at u r p r o f iles   f o r   b o th   r a m p ed   te m p er atu r a n d   is o th er m al  p late s .     T h P r an d tl  Nu m b er   is   d im e n s io n les s   n u m b er   ap p r o x i m ati n g   t h r atio   o f   m o m en tu m   d if f u s i v it y   ( k in e m at ic   v is co s it y )   to   th er m al  d i f f u s iv i t y .           Fig u r 6 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   m as s   Gr as h o f   n u m b er                   Fig u r 7 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   P r an d tl n u m b er     Fig u r 8 .   T em p er atu r p r o f ile  f o r   P r an d tl  n u m b er       Fro m   Fi g u r 7   it  is   p er ce iv ed   th at  v elo cit y   p r o f ile  d i m in is h es  o n   r is in g   P r .   I n cr ea s es  i n     P r an d tl  n u m b er   s ig n i f ica n tl y   d ep r ess   v elo cit y   b o u n d ar y   la y er .   Sin ce   P r an d tl  n u m b er   ca u s e s   an   i n cr ea s i n     th v i s co s it y   o f   th f lu id   w h i ch   m a k es  th f l u id   th ic k   an d   it  lead s   to   a   d ec r ea s e   in   th e   v elo cit y .   Fi g u r 8   r ev ea ls   t h at  te m p er atu r p r o f ile  d ec r ea s es  o n   i n cr ea s i n g   P r an d tl  n u m b er .   P h y s icall y ,   if   P r   in cr ea s es ,     th t h er m al  d i f f u s i v it y   d ec r ea s es  an d   t h i s   p h e n o m e n o n   l ea d   to   d ec r ea s en er g y   ab ili t y ,   w h ich   r ed u ce s     th t h er m a b o u n d ar y   la y er .   T h in f lu e n ce   o f   t h h ea ab s o r p tio n   Q   o n   t h v elo cit y   a n d   te m p er atu r f ield s     f o r   b o th   r am p ed   tem p er atu r an d   is o th er m al  p lates  is   p r esen ted   in   Fig u r es  9   an d   1 0 .   T h p r esen ce     o f   h ea t   ab s o r p tio n   b o u n d ar y   la y er   g e n er ates   en er g y   w h ic h   ca s es  t h te m p er atu r o f   t h e   f l u id   to   i n cr ea s e.     T h is   in cr ea s i n g   te m p er at u r p r o d u ce s   an   i n cr ea s in   t h f lo f ield   d u to   b u o y a n c y   e f f ec t.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 :   8 9     99     96               Fig u r 9 .   Velo cit y   p r o f ile  f o r   h ea t a b s o r p tio n     Fig u r e1 0 .   T em p er at u r p r o f ile  f o r   h ea ab s o r p tio n       Velo cit y   an d   te m p er atu r p r o f iles   a g ai n s t h er m al  r ad iatio n   f o r   b o th   r am p ed   an d   is o t h er m al  p lates   ar d is p lay ed   in   Fig u r es  1 1 - 1 2 .   Fro m   Fig u r 1 1   it  is   s ee n   t h at  an   in cr ea s i n   r ad iatio n   p ar a m eter   R   lead s   to     an   in cr ea s in   t h f l u id   v el o cit y   f o r   b o th   r am p ed   te m p er atu r an d   is o th er m al  p late s .   B ec au s w h en     th s tr e n g th   o f   h ea g e n er ated   th r o u g h   t h er m al  r ad iatio n   is   in cr ea s ed ,   t h b o n d   h o ld i n g   t h co m p o n e n t s     o f   th f lu id   p ar ticles  is   ea s il y   b r o k en   an d   th f lu id   v elo cit y   is   in cr ea s ed .   I is   r ec o g n ized   f r o m   F ig u r 1 2   th at  th er m a b o u n d ar y   la y er   i s   en h an ce d   o n   i n cr ea s i n g   t h er m al  r ad iatio n   p ar a m eter   R ,   it  is   d u to   th r ea s o n   th at   th er m a l r ad iatio n   h a s   ten d en c y   to   en lar g t h te m p er at u r p r o f ile  f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o th er m al  p lates.                   Fig u r 1 1 .   Velo city   p r o f ile  f o r   th er m al  r ad iatio n     Fig u r 1 2 .   T em p er atu r p r o f il f o r   th er m al  r ad iatio n       Fig u r es  1 3 - 1 4   d ep ict  th i n f l u en ce   o f   Sc h m id n u m b er   o n   th f ield   o f   v elo cit y   an d   co n ce n tr atio n .   Sch m id n u m b er   is   d i m en s io n le s s   n u m b er   d ef in ed   a s   th r atio   o f   m o m e n tu m   d i f f u s i v it y   ( v is co s i t y )     an d   m a s s   d i f f u s i v it y ,   an d   i s   u s ed   to   c h ar ac ter ize  f l u id   f lo w s   i n   w h ich   th er ar s i m u l t an eo u s   m o m e n tu m     an d   m a s s   d i f f u s io n   co n v ec tio n   p r o ce s s es.  A s   th Sch m id t   n u m b er   in cr ea s es,  t h co n ce n tr atio n   d ec r ea s es.     T h is   ca u s e s   t h co n ce n tr atio n   b u o y an c y   e f f ec ts   to   d ec r ea s y ie ld in g   r ed u ct io n   i n   th f l u id   v elo cit y .   R ed u c tio n s   i n   t h v elo cit y   a n d   co n ce n tr atio n   d i s tr ib u tio n s   ar ac co m p a n ied   b y   s i m u lta n eo u s   r ed u ctio n s   i n     th v elo cit y   a n d   co n ce n tr atio n   b o u n d ar y   la y er s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       N u merica l a n a lysi s   o f MHD  c a s s o n   flu id   flo w   o ve r   a n   ex p o n en tia lly …  ( C h .   V ija ya   B h a s ka r )     97               Fig u r 1 3 .   Velo city   p r o f ile  f o r   Sch m id t n u m b er     Fig u r 1 4 .   C o n ce n tr atio n   p r o f ile  f o r   Sch m id n u m b er       E f f ec o f   c h e m ical  r ea ctio n   p ar am eter   o n   f lu id   v elo cit y   an d   co n ce n tr atio n   f o r   b o th   r a m p e d     an d   is o th er m al  p lates  i s   p r esen ted   in   F ig u r es  1 5 - 1 6 .   I is   ev id en f r o m   Fi g u r 1 5   th at  v elo cit y   p r o f iles   r ed u c e   o n   r is in g   Kr .   T h is   is   d u to   th f ac th at  th c h e m ical  r ea ctio n   p ar am eter   h a s   r etar d in g   in f l u en ce   o n     th s o l u te  co n ce n tr atio n   w h ic h   m a k es  d ec r ea s i n   th f l u i d   v elo cit y   d u to   r ed u ce d   m ass   b u o y a n c y   f o r ce .   Fig u r 1 6   r ev ea ls   th a a n   i n cr ea s in   ch e m ical   r ea ctio n   p ar a m eter   ca u s es   d ec r ea s i n   co n ce n tr at io n   p r o f ile.   I m a y   b attr ib u ted   t h at  ch e m ical  r ea ctio n   p ar a m eter   r etar d s   co n ce n tr atio n   b o u n d ar y - la y er   th ick n e s s .                   Fig u r 1 5 .   Velo city   p r o f ile  f o r   ch e m ica l r ea ctio n     Fig u r 1 6 .   C o n ce n tr atio n   p r o f ile  f o r   ch e m ical  r ea ctio n       6.   CO NCLU SI O NS   A   co m p u tatio n a s o lu tio n   h as  b ee n   ca r r ied   o u f o r   in v esti g at in g   t h th er m al  r ad iatio n   ef f ec o n   MH ca s s o n   f lu id   f lo w   o v er   an   ex p o n en tial l y   ac ce ler ated   v er tical   p late  in   em b ed d ed   p o r o u s   m ed iu m   w it h   r a m p ed   w all   te m p er at u r a n d   r a m p e d   s u r f ac co n ce n tr atio n .   Usi n g   tr an s f o r m atio n s   s et  o f   p ar tial  d if f er en tia l   eq u atio n s   h a v b ee n   d er i v ed   f o r   th m o m en t u m ,   en er g y   an d   s p ec ies  d i f f u s io n .   F in i te  ele m e n m et h o d   is   en g a g ed   to   s o lv t h o b tain ed   eq u atio n s .   O u r   co m p u ta tio n al  r esu lt s   h a v s h o w n   t h at :   a.   V elo cit y   p r o f ile  ac ce ler ated   w it h   t h i n cr ea s i n g   v al u es  o f   p o r o s ity   p ar a m eter ,   t h er m a G r ash o f   n u m b er m as s   Gr as h o f   n u m b er ,   h ea a b s o r p tio n ,   an d   r ad iatio n   p ar a m eter .   On   t h o th er   h an d   ca s s io n   p ar a m eter m ag n etic  p ar a m eter ,   P r an d tl  n u m b er ,   Sch m id n u m b er   an d   ch e m ical  r ea ctio n   p ar am eter   h a v b ee n   s h o wn   to   r etar d   f lu id   v elo cit y   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o th er m al  p late s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792     I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 2 0 :   8 9     99     98   b.   I n cr ea s in g   th P r an d tl  n u m b er   ca u s es  d ec eler atio n   in   th te m p er atu r o f   th f lo w .   W h ile  r ev er s ten d en c y   h as  b ee n   id e n ti f ied   a g ain s i n cr ea s i n g   v a l u e s   o f   h e at  ab s o r p tio n   an d   r ad iatio n   p ar a m eter   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o th er m al  p lates.   c.   I n cr ea s in g   Sc h m id n u m b er   an d   ch e m ica r ea ctio n   p ar am et er   r esu lts   r ed u ctio n   in   co n ce n tr atio n   v al u e s   f o r   b o th   r a m p ed   an d   is o th er m al  p lates.       RE F E R E N C E S   [1 ]   S.  Na d e e m ,   R.   U.  Ha q   a n d   C.   L e e ,   M HD   f lo w   o f   a   Ca ss o n   f lu id   o v e a n   e x p o n e n ti a ll y   sh rin k in g   sh e e t ,   S c ien ti a   Ira n ica ,   v o l.   1 9 ,   n o .   6 ,   p p .   1 5 5 0 - 1 5 5 3 ,   2 0 1 2 .   [2 ]   S.   A .   S h e h z a d ,   T .   Ha y a t,   M .   Qa sim   a n d   S .   A sg h a r,   Eff e c ts  o f   m a ss   tran s f e o n   M HD   f lo w   o f   c a ss o n   f lu id   w it h   c h e m i c a re a c ti o n   a n d   s u c ti o n , ”  B ra zili a n   J o u rn a o f   Ch e mic a En g in e e rin g ,   v o l.   3 0 ,   n o .   1 ,   p p . 1 8 7 - 1 9 5   2 0 1 3 .     [3 ]   G .   M a k a n d a ,   S .   S h a w   a n d   P .   S ib a n d a ,   Ef fe c ts  o f   ra d iatio n   o n   M HD   f re e   c o n v e c ti o n   o f   a   Ca ss o n   f lu id   f ro m     a   h o rizo n tal  c ircu lar  c y li n d e w it h   p a rti a slip   i n   n o n - Da rc y   p o ro u m e d iu m   w it h   v isc o u d issip a t io n ,   B o u n d a ry   Va lu e   Pr o b lem s,   v o l .   2 0 1 5 ,   n o .   1 ,   p p . 1 - 1 4 ,   2 0 1 5 .   [ 4 ]   J .   B e n a z i r ,   A   S i v a r a j   a n d   O .   D   M a k i n d e ,   U n s t e a d y   m a g n e t o h y d r o d y n a m i c   C a s s o n   f l u i d   f l o w   o v e r   a   v e r t i c a l   c o n e     a n d   f l a t   p l a t e   w i t h   non - u n i f o r m   h e a t   s o u r c e / s i n k ,   I n t .   J .   o f   E n g i n e e r i n g   R e s e a r c h   i n   A f r i c a ,   v o l .   2 1 ,   p p .   6 9 - 8 3 ,   2 0 1 6 .   [5 ]   N .   A h m e d ,   A .   H .   S h e ik h   a n d   D.  P .   Ba ru a ,   Ef f e c o f   f lu id   su c ti o n   o n   a n   o sc il lato ry   M HD   c h a n n e f lo w   w it h   h e a tran sf e r , ”  Ap p li c a ti o n a n d   A p p li e d   M a th e ma ti c s: A n   I n ter n a ti o n a l   J o u rn a l,   v o l.   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 6 6 - 2 8 4 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   M .   A z iz,   El .   A b d   a n d   A .   A .   Af i fy ,   Eff e c o Ha ll   c u rre n o n   M H slip   f lo w   o f   Ca s so n   n a n o f lu i d   o v e a   stre tch in g   sh e e w it h   z e ro   n a n o p a rti c le m a ss   f lu x ,   T h e rm o p h y sic s a n d   Aer o me c h a n ics ,   v ol 26 n o . 3 ,   p p   4 2 9 - 4 4 3 ,   2 0 1 9 .   [7 ]   H.   R.   Ka taria   a n d   R.   P. . Ha rsh a d ,   S o re a n d   h e a t   g e n e ra ti o n   e f f e c t o n   M HD   Ca ss o n   f lu id   f lo w   p a st  a n   o sc il latin g   v e r t i c a l   p l a t e   e m b e d d e d   t h r o u g h   p o r o u s   m e d i u m ,   A l e x a n d r i a   E n g i n e e r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   5 5 ,   n o . 3 ,   p p .   2 1 2 5 - 2 1 3 7 ,   2 0 1 6 .   [8 ]   S .   M o h y u d - Din   a n d   I .   K h a n ,   N o n li n e a ra d iati o n   e f f e c ts  o n   sq u e e z in g   f lo w   o f   a   Ca ss o n   f lu id   b e twe e n   p a ra ll e l   d isk s ,   Aer o sp a c e   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l.   4 8 ,   p p . 1 8 6 - 1 9 2 ,   2 0 1 6 .   [9 ]   N.   S.   A k b a r,   In f lu e n c e   o f   m a g n e ti c   f ield   o n   p e ristalti c   f lo w   o f   a   Ca ss o n   f lu id   i n   a n   a sy m m e tri c   c h a n n e l :   A p p li c a ti o n   i n   c ru d e   o i re f in e m e n t ,   J o u rn a o f   M a g n e ti sm   a n d   M a g n e t ic M a ter ia ls,   v o l .   3 7 8 ,   p p .   4 6 3 - 4 6 8 ,   2 0 1 5 .     [1 0 ]   K V a jrav e lu ,   S .   S re e n a d h ,   R.   H .   Re d d y   a n d   K.   M u ru g e sa n ,   P e rist a lt ic  tran sp o rt   o f   a   Ca ss o n   f lu id   i n   c o n tac w it h   a   Ne w to n ian   f lu id   i n   a   c ircu lar  tu b e   w it h   p e r m e a b le  w a ll , ”  In ter n a ti o n a J o u rn a o F lu i d   M e c h a n ics   Res e a rc h ,     v o l.   3 6 ,   no .   3 ,   p p .   2 4 4 - 2 5 4 ,   2 0 0 9 .     [1 1 ]   P .   Na g a ra n i,   G .   S a ro ja m m a   a n d   G .   J a y a r a m a n ,   Ex a c a n a l y sis  o f   u n ste a d y   c o n v e c ti v e   d iff u sio n   in   Ca ss o n   f lu id   f lo w   in   a n   a n n u l u s - A p p li c a ti o n   t o   c a th e teriz e d   a rter y ,   Acta   M e c h a n ica ,   v o l.   1 8 7 ,   n o . 1 ,   p p .   1 8 9 - 2 0 2 ,   2 0 0 6 .   [1 2 ]   S .   P riy a d h a rsh in i   a n d   R .   P o n a la g u sa m y ,   M a th e m a ti c a m o d e ll in g   f o p u lsa ti le  f lo w   o f   Ca ss o n   f l u id   a l o n g   w it h   m a g n e ti c   n a n o p a rti c les   i n   a   st e n o se d   a rtery   u n d e e x tern a m a g n e ti c   f i e ld   a n d   b o d y   a c c e l e ra ti o n ,   Ne u r a l   Co mp u t in g   a n d   Ap p li c a t io n s ,   v o l .   3 1 ,   no .   3 , p p .   8 1 3 - 8 2 6 ,   2 0 1 9 .     [1 3 ]   M .   S a ji d   a n d   T .   Ha y a t,   In f lu e n c e   o f   t h e rm a ra d iatio n   o n   th e   b o u n d a ry   lay e f lo w   d u e   to   a n   e x p o n e n ti a ll y   stre tch in g   sh e e t ,   In ter n a ti o n a C o mm u n ic a ti o n s i n   He a a n d   M a ss   T ra n sfe r,   v o l .   3 5 ,   n o.   3 ,   p p .   3 4 7 - 3 5 6 ,   2 0 0 8 .     [1 4 ]   K.  Bh a tt a c h a ry y a   a n d   G .   C.   L a y e k ,   E ff e c ts  o f   su c ti o n /b l o w in g   o n   ste a d y   b o u n d a ry   la y e sta g n a ti o n - p o i n f lo w     a n d   h e a tran sf e to w a rd a   sh ri n k in g   sh e e w it h   th e rm a r a d iatio n ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o He a a n d   M a ss   T ra n sfe r,   v o l.   5 4 ,   n o .   1 - 3 ,   p p .   3 0 2 - 3 0 7 ,   2 0 1 1 .   [1 5 ]   S.  P ra m a n ik ,   Ca ss o n   f lu id   f lo w   a n d   h e a tran sf e p a st  a n   e x p o n e n t ially   p o ro u s   stre tch in g   s u rf a c e   in   p re se n c e     o f   th e rm a ra d iatio n ,   Ai n   S h a ms   En g i n e e rin g   J o u rn a l,   v o l.   5 ,   n o . 1 ,   p p .   2 0 5 - 2 1 2 ,   2 0 1 4 .     [1 6 ]   A.   M.   Ra m iRed d y ,   J.  V .   Re d d y ,   N.   S a n d e e p   a n d   V.   S u g u n a m m a ,   Eff e c o f   n o n li n e a th e rm a ra d iatio n   o n   M HD   c h e m i c a ll y   r e a c ti n g   m a x we ll   f lu i d   f lo w   p a st  a   li n e a rl y   stre tch in g   sh e e t ,   Ap p li c a t io n a n d   Ap p li e d   M a th e ma ti c s:     An   In ter n a ti o n a J o u rn a l,   v o l.   1 2 ,   n o .   1   ,     p p .   2 5 9 - 2 7 4 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   Y - C.   Ha n T .   F .   Nie   a n d   Z.   B.   Yu a n ,   M a t h e m a ti c a a n d   n u m e ric a a n a l y sis  o f   ra d iativ e   h e a tran sf e in     se m i - tran sp a re n m e d ia ,   Ap p li c a ti o n o M a t h e ma ti c s ,   v o l .   6 4 ,   n o .   1 ,     p p .   7 5 - 1 0 0 ,   2 0 1 9 .   [1 8 ]   S .   R.   S iv a ,   A .   J .   Ch a m k h a   a n d   A .   K.   S u ra m He a a n d   m a ss   tran s fe e ffe c ts  o n   M HD   n a tu ra c o n v e c ti o n   f lo w   p a st  a n   im p u lsiv e l y   m o v in g   v e rti c a p late   w it h   ra m p e d   tem p e ra tu re ,   Ame ric a n   J o u rn a o He a a n d   M a ss   T ra n sfe r,     v o l.   3 ,   n o.   3 ,   p p .   1 2 9 - 1 4 8 ,   2 0 1 6 .   [ 1 9 ]   S .   R .   S i v a   a n d   A .   K .   S u r a m ,   F i n i t e   e l e m e n t   a n a l y s i s   o f   h e a t   a n d   m a s s   t r a n s f e r   p a s t   a n   i m p u l s i v e l y   m o v i n g   v e r t i c a l   p l a t e   w i t h   r a m p e d   t e m p e r a t u r e ,   J o u r n a l   o f   A p p l i e d   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 9 ,   n o .   4 ,   p p .   3 8 5 - 3 9 2 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   S .   R .   S i v a ,   A .   K .   S u r a m   a n d   P .   M o d u lg u a ,   He a a n d   m a s tran s f e e ff e c ts  o n   M HD   n a tu ra c o n v e c ti o n   f lo w   p a st    a n   in f in it e   in c li n e d   p late   w it h   r a m p e d   tem p e ra tu re ,   J o u rn a o f   th e   K o re a n   S o c iety   f o In d u stri a a n d   A p p li e d   M a th e ma ti c s,   v o l.   2 0 ,   n o.   4,   p p .   3 5 5 - 3 7 4 ,   2 0 1 6 .   [ 2 1 ]   R .   N a n d k e o l y a r ,   M .   D a s   a n d   P .   S i b a n d a ,   E x a c t   s o l u t i o n s   o f   u n s t e a d y   M H D   f r e e   c o n v e c t i o n   i n   a   h e a t   a b s o r b i n g   f l u i d   f l o w   p a s t   a   f l a t   p l a t e   w i t h   r a m p e d   w a l l   t e m p e r a t u r e ,   B o u n d a r y   V a l u e   P r o b l e m s ,   v o l .   2 4 7 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 1 6 ,   2 0 1 3 .   [2 2 ]   G.   S .   S e th ,   S .   M .   Hu ss a in   a n d   S.   S a rk a r,   H y d ro m a g n e ti c   n a tu ra c o n v e c ti o n   f lo w   w it h   h e a a n d   m a ss   tran sf e o f     a   c h e m ica ll y   re a c ti n g   a n d   h e a a b so rb i n g   f lu id   p a st  a n   a c c e lera te d   m o v in g   v e rti c a p late   w it h   ra m p e d   tem p e ra tu re   a n d   ra m p e d   su rf a c e   c o n c e n tratio n   t h ro u g h   a   p o r o u m e d iu m ,   J o u r n a o th e   Eg y p t ia n   M a t h e ma ti c a S o c iety ,     v o l,   2 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 7 - 2 0 7 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.