在具有洛伦兹力的垂直波浪表面上，对辐射热传递和自由对流流动的计算分析

《Scientific Reports》：Computational analysis of radiative heat transfer and free convective flow over a vertical wavy surface with Lorentz forces

　　

摘要

在许多工程系统中，波浪形表面被用于改善热分布，例如在热交换器、空气动力学和阻力控制方面。然而，当考虑到辐射传热、热量产生和磁场时，速度和热分布会变得更加复杂，因此理解这些因素的综合影响对于提高传热效率至关重要。因此，本研究重点探讨了在恒定热流以及辐射传热和磁场作用下，流体在波浪形表面上的流速、等温线、流线及热分布情况。假设这种不透水的波浪形表面通过恒定热流进行加热，从而为流体提供稳定的热能来源。采用了一种名为“谱拟线性化方法”（Spectral Quasi-Linearization Method，SQLM）的强大高效计算方案对变换后的非线性控制方程进行数值求解，该方案在Wolfram Mathematica中实现，以确保对物理问题的精确可靠求解。本研究获得的数值结果通过与先前发表的研究结果进行比较得到了验证，显示出极好的一致性和吻合度。这种一致性证明了所采用数值方法的可靠性、有效性和准确性。研究结果表明，辐射-传导参数能够改善边界层内的热分布，而波浪的振幅则会降低流体的流速。