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Feb 13, 2024

Análise de entropia para um novo fluxo peristáltico em um endoscópio curvo aquecido: uma aplicação de ciências aplicadas

Relatórios Científicos volume 13, Artigo número: 1504 (2023) Citar este artigo 646 Acessar detalhes das métricas A interpretação da entropia com uma análise descritiva de geração de calor é realizada para o

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1504 (2023) Citar este artigo

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A interpretação da entropia com uma análise descritiva da geração de calor é realizada para o fluxo aquecido entre dois tubos curvos homocêntricos e flutuantes senoidalmente. Um novo endoscópio peristáltico é considerado pela primeira vez dentro de um tubo curvo com avaliação de transferência de calor e entropia. Este endoscópio flexível e inovador com locomoção peristáltica é mais eficiente para endoscopia de estruturas mecânicas complexas e é mais confortável para pacientes submetidos à endoscopia de órgãos humanos. É desenvolvido um modelo matemático abrangente que também avalia completamente a análise de transferência de calor para este novo endoscópio. Certos cálculos sistemáticos são realizados com a ajuda do software Mathematica e soluções matemáticas e gráficas exatas são obtidas. A entropia tem uma taxa mais baixa que é quase zero entropia na região central desses dois tubos curvos, mas a entropia máxima é observada perto das paredes sinusoidalmente deformáveis ​​do endoscópio e do canal.

Os endoscópios são importantes devido ao seu imenso número de aplicações médicas e industriais. As estruturas complexas de grandes máquinas distintas, como grandes motores de navios de cruzeiro, aeronaves, vários aparelhos de engenharia e endoscopia de órgãos humanos, são as principais aplicações. Um novo endoscópio foi desenvolvido por Mangan et al.1, que é basicamente um endoscópio de locomotiva que pode girar através de bordas afiadas e estruturas curvas complexas, etc. Isso é conhecido como endoscópio peristáltico. A locomoção peristáltica deste endoscópio eficiente fez um enorme avanço no campo da endoscopia com um número crescente de aplicações médicas e de engenharia. Misiery et al.2 divulgaram o estudo teórico do movimento peristáltico dentro de um tubo com inserção de um endoscópio. Tripathi3 interpretou o estudo numérico de um fluxo não newtoniano dentro de um tubo com aplicações detalhadas e abrangentes da endoscopia. Além disso, são fornecidas algumas referências recentes e relevantes que avaliam o fluxo peristáltico com aplicações endoscópicas4,5,6,7,8,9,10.

A análise da geração de calor com fluxo peristáltico e aplicações endoscópicas também é avaliada por muitos pesquisadores recentes. Mekheimer11 forneceu o estudo da transferência de calor de um fluxo newtoniano dentro de um anel com aplicações de um endoscópio. Nadeem et al.12 interpretaram numericamente as importantes características da transferência de calor para um endoscópio. Irshad et al.13 modelaram matematicamente a transferência de calor para fluxo peristáltico dentro de um canal curvo com aplicações endoscópicas. Shahzadi et al.14 divulgaram a análise matemática da transferência de calor dentro de um anel curvo com aplicações endoscópicas. A geração de entropia também é importante em muitas das aplicações endoscópicas. A análise da entropia também indica claramente quanta desordem ou perturbação é causada pelo endoscópio em movimento, seja endoscopia de órgãos humanos ou estruturas mecânicas complexas, etc. Narla et al.15 forneceram um modelo detalhado que interpreta a entropia com transferência de calor. análise do fluxo peristáltico dentro de um canal curvo. Além disso, os artigos de pesquisa relevantes que fornecem a interpretação teórica da transferência de calor e geração de entropia para o fluxo dentro de um tubo curvo são referidos como 16,17,18,19,20,21,22,23.

Este trabalho de pesquisa divulga um estudo matemático de interpretação de entropia com geração de calor para um novo endoscópio peristáltico. Consideramos um fluxo newtoniano aquecido entre esses dois tubos curvos flutuantes senoidalmente com o mesmo centro. A parede interna deste endoscópio peristáltico está se deformando sinusoidalmente e a parede externa deste tubo que contém este endoscópio também está deformando a parede sinusoidalmente. Este é um trabalho de extensão do estudo fornecido em 24 com transferência de calor e interpretação completa da entropia. As equações que interpretam este problema são avaliadas com o auxílio do software Mathematica e disponibilizamos soluções exatas para temperatura, entropia, velocidade e gradiente de pressão etc.