在微极性流体模型中，含有碳纳米管的纳米流体流动的传热与传质分析

《Heat Transfer》：Heat and Mass Transfer Analysis in Hiemenz Flow of Nanofluid Infused With Carbon Nanotubes in a Micropolar Fluid Model

碳纳米管（CNTs）是新型材料的前沿研究，其在微极性纳米流体停滞点流动中的传热传质特性及单/多壁碳纳米管影响分析，通过相似变量法将偏微分方程转化为常微分方程并求解，揭示了速度滑移、回转速度和吸吮/注入对流动参数的影响规律，为生物传感器和药物缓释系统提供理论支撑。

　　

摘要

碳纳米管（CNTs）近年来受到了广泛关注，因为它们被认为是具有多种技术应用前景的新型材料之一。在微极性流体模型中研究碳纳米管可以为显著改善生物可降解纳米复合材料在组织工程中的机械性能提供途径。基于此，本文重点探讨了微极性纳米流体在拉伸/收缩薄层上的停滞点流动的质量和热量传输特性。同时，还分析了流体流动中的单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）。此外，还考虑了吸力/注射、旋转速度以及速度滑移条件对流体流动的影响。利用相似性变量将控制微分方程转化为常微分方程（ODEs），并采用精确方法求解这些方程。通过图形展示了不同参数下速度、温度和浓度分布的变化情况。文中对比了MWCNTs和SWCNTs在速度、温度及浓度分布等方面的差异。对于薄层拉伸的情况，所得精确解为唯一解；而对于薄层收缩的情况，则在特定区域内存在两个解。研究发现，速度滑移会降低线性速度分布的梯度。随着化学反应强度和施密特数（Schmidt number）的增加，浓度分布的变化趋势趋于减缓。这些研究成果有望应用于生物化学领域，如生物传感器开发、延长药物作用时间以及组织工程等。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。