К. Джьоти, А. П. Лингасвами, “Гибридный подход МКЭ-нейросети к радиационному скольжению наножидкости TiO$_2$–SiO$_2$ по растягивающимся поверхностям”, ТМФ, 2025, том 223, номер 3,страницы 549

Гибридный подход МКЭ-нейросети к радиационному скольжению наножидкости TiO$_2$–SiO$_2$ по растягивающимся поверхностям

К. Джьоти^a, А. П. Лингасвами^b

^a Department of Humanities and Basic Sciences, G. Pulla Reddy Engineering College, Kurnool, Andhra Pradesh, India
^b Department of Physics, G. Pulla Reddy Engineering College, Kurnool, Andhra Pradesh, India

Аннотация: Изучаются тепловые характеристики и химический реактивный поток гибридной наножидкости над растягивающимся слоем, генерируя тепло. Оксид титана (TiO$_{2}$) и диоксид кремния (SiO$_{2}$) объединяются, образуя гибридную наножидкость, которая представляет собой несобственную жидкость с водой, например, $(50\,{:}\,50)$ в качестве общей жидкости. С помощью подходящей переменной подобия конститутивные уравнения в частных производных преобразуются в систему связанных нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений. Полученные уравнения затем решаются численно с использованием эффективного метода конечных элементов с помощью программного обеспечения Mathematica 10.4 и, для достижения наилучших результатов, метода нейронной сети Левенберга–Марквардта в MATLAB R2017b. Настоящее исследование может быть полезно в задачах точного машиностроения и нанотехнологий, таких как разработка микрофлюидных устройств и биомедицинских аппаратов, где управление потоком наножидкости имеет решающее значение. Модель помогает понять гидродинамику сложных систем охлаждения, особенно в отраслях, где важна эффективная теплопередача, таких как электроника и аэрокосмическая промышленность. Поверхностное натяжение играет важную роль в определении однородности и качества тонких пленок, поэтому оно также может быть полезным в технологиях нанесения покрытий и обработки материалов. Наши результаты показывают, что увеличение параметров объемной доли $\phi_1$ и $\phi_2$ приводит к увеличению толщины теплового пограничного слоя как в стационарных, так и в нестационарных состояниях. Более высокие значения $\phi_1$ и $\phi_2$ улучшают профиль скорости $\phi_1$, одновременно снижая профиль скорости $\phi_2$ как для стационарных, так и для нестационарных состояний гибридной наножидкости TiO$_2$/SiO$_2$–вода/Eg$(50\,{:}\,50)$. Результаты показывают, что теплопроводность гибридной модели наножидкости более эффективна по сравнению с одиночной наножидкостью.

Ключевые слова: химическая реакция, гибридная наножидкость, эффекты скольжения, нейронная сеть, метод Левенберга–Марквардта, метод конечных элементов.

MSC: 35Q35, 80A20,76S05

Поступило в редакцию: 03.03.2025
После доработки: 03.03.2025

DOI: 10.4213/tmf10970