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Feb 13, 2024

Analyse d'entropie pour un nouveau flux péristaltique dans un endoscope chauffé incurvé : une application des sciences appliquées

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 1504 (2023) Citer cet article 646 Accès aux détails des métriques Une interprétation entropique avec une analyse descriptive de la génération de chaleur est effectuée pour le

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 1504 (2023) Citer cet article

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Une interprétation de l'entropie avec une analyse descriptive de la génération de chaleur est effectuée pour l'écoulement chauffé entre deux tubes courbes homocentriques et fluctuant de manière sinusoïdale. Un nouvel endoscope péristaltique est envisagé pour la première fois à l'intérieur d'un tube incurvé avec évaluation du transfert thermique et de l'entropie. Cet endoscope flexible et novateur à locomotion péristaltique est plus efficace pour l'endoscopie de structures mécaniques complexes et il est plus confortable pour les patients subissant l'endoscopie d'organes humains. Un modèle mathématique complet est développé qui évalue également complètement l'analyse du transfert de chaleur pour ce nouvel endoscope. Des calculs certains et systématiques sont effectués à l'aide du logiciel Mathematica et des solutions mathématiques et graphiques exactes sont obtenues. L'entropie a un taux inférieur qui est presque nul dans la région centrale de ces deux tubes incurvés, mais l'entropie maximale est notée près des parois déformables sinusoïdalement de l'endoscope et du canal.

Les endoscopes sont importants en raison de leur immense nombre d’applications médicales et industrielles. Les structures complexes de grandes machines distinctes comme les moteurs des grands navires de croisière, les avions, divers appareils d'ingénierie et l'endoscopie des organes humains sont les principales applications. Un nouvel endoscope a été développé par Mangan et al.1, qui est essentiellement un endoscope locomoteur capable de traverser des arêtes vives et des structures courbes complexes, etc. C'est ce qu'on appelle un endoscope péristaltique. La locomotion péristaltique de cet endoscope efficace a fait d'énormes progrès dans le domaine de l'endoscopie avec un nombre croissant d'applications techniques et médicales. Misiery et al.2 avaient divulgué l'étude théorique du mouvement péristaltique à l'intérieur d'un tube avec insertion d'un endoscope. Tripathi3 avait interprété l'étude numérique d'un flux non newtonien à l'intérieur d'un tube avec des applications détaillées et complètes de l'endoscopie. De plus, quelques références récentes et pertinentes qui évaluent le flux péristaltique avec des applications endoscopiques sont données4,5,6,7,8,9,10.

L'analyse de la génération de chaleur avec flux péristaltique et applications endoscopiques est également évaluée par de nombreux chercheurs récents. Mekheimer11 avait réalisé l'étude du transfert de chaleur d'un écoulement newtonien à l'intérieur d'un anneau avec des applications d'un endoscope. Nadeem et al.12 avaient interprété numériquement les caractéristiques importantes du transfert de chaleur pour un endoscope. Irshad et al.13 avaient modélisé mathématiquement le transfert de chaleur pour le flux péristaltique à l'intérieur d'un canal incurvé avec des applications endoscopiques. Shahzadi et al.14 avaient divulgué l'analyse mathématique du transfert de chaleur à l'intérieur d'un anneau incurvé avec des applications endoscopiques. La génération d'entropie est également importante dans de nombreuses applications endoscopiques. L'analyse de l'entropie indique également clairement le degré de désordre ou de perturbation causé par l'endoscope en mouvement, qu'il s'agisse d'une endoscopie d'organes humains ou de structures mécaniques complexes, etc. Narla et al.15 ont fourni un modèle détaillé qui interprète l'entropie avec le transfert de chaleur. analyse du flux péristaltique à l’intérieur d’un canal courbe. De plus, les articles de recherche pertinents qui fournissent l'interprétation théorique du transfert de chaleur et de la génération d'entropie pour l'écoulement à l'intérieur d'un tube incurvé sont référencés16,17,18,19,20,21,22,23.

Ce travail de recherche divulgue une étude mathématique de l'interprétation de l'entropie avec génération de chaleur pour un nouvel endoscope péristaltique. Nous avons considéré un écoulement newtonien chauffé entre ces deux tubes courbes fluctuant de manière sinusoïdale et ayant le même centre. La paroi interne de cet endoscope péristaltique se déforme de manière sinusoïdale et la paroi externe de ce tube comportant cet endoscope se déforme également de manière sinusoïdale. Il s’agit d’un travail d’extension de l’étude fournie en 24 avec transfert de chaleur et interprétation approfondie de l’entropie. Les équations qui interprètent ce problème sont évaluées à l'aide du logiciel Mathematica et nous avons obtenu des solutions exactes pour la température, l'entropie, la vitesse et le gradient de pression, etc. Les solutions graphiques sont également présentées et sont en parfaite harmonie avec les calculs mathématiques.