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Erschienen in:

01.10.2024

Effect of magnetic field and hydrodynamic slippage on electro-osmotic Brinkman flow through patterned zeta potential microchannel

verfasst von: Vishal Chhabra, Chandra Shekhar Nishad, Manoj Sahni, Vineet Kumar Chaurasiya

Erschienen in: Journal of Engineering Mathematics | Ausgabe 1/2024

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Abstract

An analytical investigation is conducted to analyze the impact of magnetic field and hydrodynamic slippage on two-dimensional electro-osmotic Brinkman flow in a microchannel with cosine surface zeta potential. The Brinkman equation is utilized to govern the fluid flow within a fully saturated, homogeneous, and isotropic porous medium. We consider a very small magnetic Reynolds number to eliminate the induced magnetic field equation. The Navier slip boundary condition is applied to assess the impact of hydrodynamic slippage. We utilize the Debye–Huckel length approximation to linearize the Poisson–Boltzmann equation, which governs the potential of the electrical double layer. The stream function is obtained analytically, and contour plots, velocity fields, shear stresses, and pressure gradients are assessed to gain a proper understanding of flow physics. We utilize the stream function to plot the streamline plots for distinct assumed flow parameters. We observed that for a fixed Darcy number, the intensity of flow vortices decreases with increasing Hartman number while increasing with increasing slip length. Further, altering the wave number in the assumed cosine-waved zeta potential causes asymmetrical recirculations in the flow, which helps in increasing the scalar mixing process in microdevices. Further, the proposed investigation has various crucial applications, such as microfluidic cooling systems, drug delivery systems, and so on.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Yang J, Masliyah JH, Kwok DY (2004) Streaming potential and electroosmotic flow in heterogeneous circular microchannels with nonuniform zeta potentials: requirements of flow rate and current continuities. Langmuir 20(10):3863–3871. https://doi.org/10.1021/la035243uCrossRef Yang J, Masliyah JH, Kwok DY (2004) Streaming potential and electroosmotic flow in heterogeneous circular microchannels with nonuniform zeta potentials: requirements of flow rate and current continuities. Langmuir 20(10):3863–3871. https://​doi.​org/​10.​1021/​la035243uCrossRef
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Zurück zum Zitat Nath AJ, Roy P, Banerjee D, Pati S, Randive PR, Biswas P (2023) Analytical solution to time-periodic electro-osmotic flow of generalized Maxwell fluids in parallel plate microchannel with slip-dependent zeta potential. J Fluids Eng Trans ASME 145(1):1–5. https://doi.org/10.1115/1.4055782CrossRef Nath AJ, Roy P, Banerjee D, Pati S, Randive PR, Biswas P (2023) Analytical solution to time-periodic electro-osmotic flow of generalized Maxwell fluids in parallel plate microchannel with slip-dependent zeta potential. J Fluids Eng Trans ASME 145(1):1–5. https://​doi.​org/​10.​1115/​1.​4055782CrossRef
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Zurück zum Zitat Claude C, Louis Louis Navier Navier, Darve C (1823) Memoire sur Memoire sur les les lois du lois du mouvement mouvement des des fluides fluids. Mem Acad Sci Inst Fr 6:389–440 Claude C, Louis Louis Navier Navier, Darve C (1823) Memoire sur Memoire sur les les lois du lois du mouvement mouvement des des fluides fluids. Mem Acad Sci Inst Fr 6:389–440
Metadaten
Titel
Effect of magnetic field and hydrodynamic slippage on electro-osmotic Brinkman flow through patterned zeta potential microchannel
verfasst von
Vishal Chhabra
Chandra Shekhar Nishad
Manoj Sahni
Vineet Kumar Chaurasiya
Publikationsdatum
01.10.2024
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Engineering Mathematics / Ausgabe 1/2024
Print ISSN: 0022-0833
Elektronische ISSN: 1573-2703
DOI
https://doi.org/10.1007/s10665-024-10391-x

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.