Heat transfer in fully developed Couette–Poiseuille flow of power‐law fluids with viscous dissipation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study investigates fully developed, steady, laminar forced convective heat transfer in Couette–Poiseuille flow of power‐law fluids between heated parallel plates, relevant to dynamic wall heat exchangers, microfluidic devices, and polymer processing. The analysis examines the influence of the flow rate ratio between the shear‐driven (Couette) and total imposed flow on heat transfer for Newtonian and power‐law fluids, with variations in power‐law index , upper plate velocity , and Brinkman number ( or ) including viscous dissipation. A semi‐analytical velocity profile is derived, while the temperature distribution and Nusselt number are obtained analytically. These solutions provide insights into flow and heat transfer mechanisms, allow quick evaluation without extensive computations, and serve as reliable references for validating numerical simulations. Results are validated against ANSYS Fluent simulations and literature data. Findings reveal an optimal shear‐driven component opposing the pressure‐driven flow that maximizes heat transfer for a moving insulated plate. For negligible viscous dissipation , shear‐thinning fluids enhance heat transfer under purely pressure‐driven flow, while shear‐thickening fluids reach a maximum Nusselt number comparable to Newtonian fluids but at lower shear‐driven motion, reducing energy demand. The novelty lies in identifying the optimal flow rate ratio between Couette and Poiseuille components in non‐Newtonian fluids, offering a framework to maximize heat transfer while minimizing energy input. The findings aid thermal management in systems with combined flow‐driving mechanisms, for example, dynamic wall heat exchangers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».