Перистальтический транспорт наножидкости Рабиновича с движущимися микроорганизмами

May 16, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 1863 (2023) Цитировать эту статью

669 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Основной целью настоящего исследования является изучение симметричного перистальтического движения микроорганизмов в жидкости Рабиновича (РФ). При этом учитывается приближение Буссинеска, поток, обусловленный плавучестью, в котором плотность с учетом силы тяжести принимается как линейная функция тепла и концентрации. Поток движется с осаждением термофоретических частиц в горизонтальной трубке с перистальтикой. Распределение тепла и объемная концентрация выявляются по температуре излучения и характеристикам химических реакций. Оригинальность существующего исследования обусловлена ​​важностью понимания преимуществ или угроз, которые наночастицы, микробы и бактерии создают в потоке внутри перистальтических трубок. Результаты представляют собой попытку понять, какие факторы дают дополнительные преимущества и/или уменьшают ущерб. Управляющие нелинейные уравнения в частных производных (PDE) упрощаются за счет использования приближений с длинной волной (LWL) и низкими числами Рейнольдса (LRN). Эти уравнения подвергаются ряду безразмерных преобразований, в результате которых образуется набор нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ). С помощью метода гомотопических возмущений (HPM) исследуется конфигурация эквациональных аналитических решений. Приводятся аналитические и графические описания распределения осевой скорости, тепла, микробов и наночастиц под влиянием этих физических характеристик. Важные результаты настоящей работы могут помочь понять свойства некоторых вариаций в многочисленных биологических ситуациях. Установлено, что конденсация микроорганизмов затухает с повышением всех эксплуатационных параметров. Это означает, что развитие всех этих факторов способствует сокращению существования вредных микробов, вирусов и бактерий в перистальтических трубках человеческого организма, особенно в пищеварительной системе, а также в толстом и тонком кишечнике.

Благодаря широкому механическому и биологическому использованию перистальтическое движение жидкостей в последнее время приобрело большой интерес. Это форма движения жидкости, которая физиологически развивается в организме человека. Некоторые из его характеристик были замечены в биологических образованиях. Посредством волн расширения и сжатия жидкость переносится из области низкого давления в область высокого давления во время перистальтики. Это явление влияет на биологическое движение жидкостей в различных физиологических системах, включая передачу пищевого комка через пищевод, поток мочи из почек в мочевой пузырь, циркуляцию крови в крошечных кровеносных сосудах и движение химуса в мочевом пузыре. пищеварительный тракт. Латам1 считался первым, кто организовал попытку перистальтического транспортного потока в насосе. В круглых трубках и каналах сообщалось о перистальтическом движении при LRN и LWL2. В последние годы многочисленные исследователи изучали вопросы перистальтического транспорта различной геометрии благодаря своим практическим продуктам в производственной и медицинской областях. Несколько примеров потоков, требующих перистальтического транспорта, включают поток мочи из почек в мочевой пузырь, развитие пищи в кишечной системе, внутриутробное движение жидкости и вазомоторику крошечных кровеносных артерий. Разработка пальчиковых, роликовых и кровяных насосов — это всего лишь несколько промышленных применений, в которых использовался этот механизм перистальтического транспорта. Были проведены исследования влияния эндоскопа и теплопередачи на перистальтическое движение несжимаемой жидкости Уолтерса Б в наклонной трубке3. Было обнаружено, что объемный расход, коэффициент тепловыделения и угол наклона оказывают возрастающее влияние на градиент давления. Когда радиус эндоскопа увеличивается, накачка становится максимальной. При перистальтическом движении МГД-жидкости Walters B по проницаемому материалу в наклонном асимметричном канале исследованы последствия теплопередачи4. Поскольку никаких исследований по влиянию МГД на перистальтическое течение жидкости Уолтерса Б через проницаемый материал в наклонном асимметричном канале с теплопередачей не проводилось, проблема была новой. Было документально подтверждено, что жидкость Эллиса в симметричной трубке с податливыми стенками может передавать температуру и гомогенно-гетерогенные реакции для явлений перистальтического транспорта5. Были тщательно рассмотрены результаты для нескольких ньютоновских и неньютоновских прототипов. Работа имеет большое разнообразие продуктов в области биомедицинской науки. С помощью гомотопического подхода и дробного исчисления было исследовано течение тонкой пленки неньютоновской псевдопластической жидкости на вертикальной стенке6. Кроме того, в дробном пространстве также исследовалось влияние многочисленных факторов на скорость. Асимметричные податливые каналы с реологическими свойствами, улучшенные демпфирующие инструменты, отдельные устройства безопасности и многочисленные отличительные технические приемы были рассмотрены при анализе воздействия теплового излучения и скольжения на перистальтический поток жидкости Сиско7. Подход разложения Адомиана был использован для изучения перистальтического течения в наклонном асимметричном канале с массо- и теплопередачей8. Используя соглашения о приближениях LRN и LWL, полученные уравнения были упрощены. Движение оценивалось в волновой системе отсчета, движущейся со скоростью волны. В неоднородной наклонной трубе было исследовано влияние характеристик стенки и наножидкости медь-вода9. В данной работе эффекты скольжения температуры и скорости также рассматривались вместе с двумерным течением вязкой наножидкости, возникающим в результате перистальтического движения. В приближении LWL характеристики перистальтических конструкций определялись преобладанием вязких сил над инерционными воздействиями. Был проведен анализ перистальтического переноса жидкости Кэссона при наличии массо- и теплопереноса, а также влияния условий скольжения и характеристик стенок в неоднородной наклонной трубе10.