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[ Article ] Transient natural convection of non-Newtonian fluids about a vertical surface embedded in an anisotropic porous medium

Date de soumission: 16-01-2017
Année de Publication: 2007
Entité/Laboratoire Laboratroire d'Energétique et de Mécanique Appliquée (LEMA)
Document type : Article
Discipline(s) : Ingénierie Mécanique
Titre Transient natural convection of non-Newtonian fluids about a vertical surface embedded in an anisotropic porous medium
Auteurs DEGAN GÉRARD [1], AKOWANOU CHRISTIAN D. [1], AWANOU C. NORBERT [1],
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer
Catégorie Journal: Internationale
Impact factor: 1.947
Volume Journal: 50
DOI: doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.03.02
Resume An analytical method is carried out to investigate transient free convection boundary layer flow along a vertical surface embedded in an anisotropic porous medium saturated by a non-Newtonian fluid. The porous medium is anisotropic in permeability with its principal axes oriented in a direction that is non-coincident with the gravity force. A step increase in wall temperature or in surface heat flux is considered. On the basis of the modified Darcy power-law model proposed by Pascal [H. Pascal, Rheological behaviour effect of non-Newtonian fluids on steady and unsteady flow through porous media, Int. J. Numer. Anal. Methods in Geomech. 7 (1983) 207–224] and the generalized Darcy’s law described by Bear [J. Bear, Dynamics of fluids in porous media. Dover Publications, Elsevier, New York (1972)], boundary-layer equations are solved exactly by the method of characteristics. Scale analysis is applied to predict the order-of-magnitudes involved in the boundary layer regime. Analytical expressions are obtained for the limiting time required to reach steady-state, the boundary-layer thickness and the local Nusselt number in terms of the modified-Darcy Rayleigh number, the power-law index, the anisotropic permeability ratio, and the orientation angle of the principal axes. It is demonstrated that both the power-law index and the anisotropic properties have a strong influence on the heat transfer rate.
Mots clés Anisotropic porous medium- Convection-non Newtonian fluid-Heat transfer
Pages 4629 - 4639
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