جریان همرفت متقارن محوری سیال کسری ماکسول از روی استوانه عمودی با لغزش سرعت و جهش دما

یک روش جدید حجم محدود برای بررسی جریان همرفت متقارن محوری و انتقال حرارت سیال ویسکوالاستیک کسری از یک استوانه عمودی توسعه داده شده‌است. معادلات کسری استوانه‌ای حاکم توسط مدل Maxwell کسری و قانون Fourier تعمیم‌یافته فرمول‌بندی می‌شوند. شرایط مرزی جهش دما و لغزش سرعت در طول فصل مشترک سیال – جامد در نظر گرفته شده‌اند. نتایج عددی با راه‌حل‌های دقیق حالت خاص با عبارات منبع تایید می‌شوند. اثرات پارامتر مشتق کسری و پارامترهای شرط مرزی بر مشخصه‌های جریان و انتقال حرارت مورد بحث قرار گرفته‌است. سیال ویسکوالاستیک خاصیت ضخیم شدگی برشی آشکار را در رابطه بنیادی ماکسول کسری انجام می‌دهد. علاوه بر این، پارامترهای شرایط مرزی تاثیر قابل‌توجهی بر توزیع سرعت و دما دارند.

Highlights•A novel fractional finite volume method in cylindrical system is developed.•The fractional Maxwell model is employed in the constitutive relation and heat flux.•The velocity slip and temperature jump boundary conditions are considered.•The fractional Maxwell viscoelastic fluid performs evident shear thickening property.AbstractA novel finite volume method is developed to investigate the axisymmetric convection flow and heat transfer of fractional viscoelastic fluid past a vertical cylinder. Fractional cylindrical governing equations are formulated by fractional Maxwell model and generalized Fourier’s law. The velocity slip and temperature jump boundary conditions are considered across the fluid-solid interface. Numerical results are validated by exact solutions of special case with source terms. The effects of fractional derivative parameter and boundary condition parameters on flow and heat transfer characteristics are discussed. The viscoelastic fluid performs evident shea