• Energy Research

The optimization of outdoor thermal comfort has become the keystone to guarantee the healthy and comfortable use of outdoor spaces. This study aims to optimize the outdoor thermal comfort through vegetation parameterization in a boulevard located in Guelma city, Algeria during summertime. However, two main parameters were investigated, species and tree layout, through a numerical simulation. We first collected microclimate data of a sunny summer day. Second, we used real microclimate data in different simulations using the Envi-met atmospheric model. The findings reveal that Ficus Nitida is the most significant species to intercept solar radiation and provide shade over the day in Souidani Boudjemaa Boulevard, with a maximum reduction of Ta = 0.3 °C and UTCI = 2.6 °C at 13:00 p.m. Tree layout is a determining parameter in the creation of shaded paths, based on the quality of the shadows cast by the trees, namely, their size. Thereby, planting the washingtonia palm trees along the center of the boulevard is the best option to maximize the shaded area within the boulevard, with maximum reduction of Ta = 1.8 °C and UTCI = 3.5 °C at 16:00 p.m.

In the present article, we present for the first time optimal auxiliary function method (OAFM) for partial differential equation (PDEs). To find efficient and precision the proposed method, we take Lax’s seventh order korteweg-de Vries (KdV) and seventh order Sawada Kotera (SK) equations as test examples. The beauty of the planned method lies in auxiliary functions Ai and some parameters Ci which ensure a very rapid convergence of the solution. We compare the approximate solutions got by the proposed method with the homotopy perturbation method (HPM), the Optimal Homotopy asymptotic method. It should be emphasized that very good approximation is obtained at the first iteration. It has been shown, that OAFM is a simple and convergent method for the solution of nonlinear equations. The numerical results rendering that the applied method is explicit, efficacious and facile to utilize, for handling more general nonlinear equations.

Récemment, les études thermiques des bâtiments se sont de plus en plus concentrées sur la fourniture de bonnes conditions de vie à l'intérieur des bâtiments, des maisons, des écoles, des hôpitaux, etc., en particulier dans les régions chaudes et sèches pour vaincre les dilemmes de consommation d'énergie provenant généralement des combustibles fossiles par les énergies renouvelables. Dans cet article, un champ d'expériences en conditions réelles est mené pour étudier l'influence des paramètres externes sur le confort thermique de l'occupant à l'intérieur d'une maison typique de la région sèche. Les résultats obtenus sont projetés directement sur la carte psychométrique pour positionner la situation actuelle de confort thermique réel. Les résultats confirment l'influence directe et indirecte des conditions climatiques extérieures (température et humidité, respectivement) sur le confort intérieur. Deux scénarios avec des techniques renouvelables sont étudiés expérimentalement sur la base des résultats obtenus. Un échangeur de chaleur terre-air (EAHE) et une cheminée solaire (SC) sont connectés séparément à un bâtiment similaire, et les paramètres affectant le confort thermique sont discutés. Les résultats montrent que les deux techniques améliorent le confort thermique à l'intérieur de la structure avec une économie d'énergie efficace. Les énergies renouvelables peuvent améliorer le confort thermique avec d'importantes économies d'énergie et de coûts dans les régions chaudes et sèches. Recientemente, los estudios térmicos de edificios se han centrado cada vez más en proporcionar las condiciones de vida adecuadas dentro de edificios, casas, escuelas, hospitales, etc., especialmente en regiones cálidas y secas para superar los dilemas de consumo de energía que generalmente provienen de fuentes de combustibles fósiles mediante energías renovables. En este documento, se realiza un campo de experimentos en condiciones reales para investigar la influencia de los parámetros externos en el confort térmico del ocupante dentro de una casa típica de región seca. Los resultados obtenidos se proyectan directamente en la tabla psicométrica para posicionar la situación actual de confort térmico real. Los resultados confirman la influencia directa e indirecta de las condiciones climáticas externas (temperatura y humedad, respectivamente) sobre el confort interno. A partir de los resultados obtenidos se investigan experimentalmente dos escenarios con técnicas renovables. Un intercambiador de calor tierra-aire (EAHE) y una chimenea solar (SC) están conectados por separado a un edificio similar, y se discuten los parámetros que afectan el confort térmico. Los resultados muestran que ambas técnicas mejoran el confort térmico dentro de la estructura con un ahorro energético eficiente. La energía renovable puede mejorar el confort térmico con un ahorro significativo de energía y costes en las regiones secas y calientes. Recently, building thermal studies have focused more and more on providing the right living conditions inside buildings, houses, schools, hospitals, etc., especially in hot-dry regions to defeat energy consumption dilemmas generally coming from fossil fuels source by renewable energy. In this paper, a field of experiments in actual conditions is conducted to investigate the influence of external parameters on the occupant's thermal comfort inside a typical dry region house. The obtained results are projected directly on the psychometric chart to position the real thermal comfort current situation. The results confirm the direct influence and indirect influence of external climatic conditions (temperature and humidity, respectively) on internal comfort. Two scenarios with renewable techniques are investigated experimentally based on the obtained results. An earth-to-air heat exchanger (EAHE) and solar chimney (SC) are connected separately to a similar building, and parameters affecting thermal comfort are discussed. The results show that both techniques improve thermal comfort inside the structure with efficiently saving energy. Renewable energy can enhance thermal comfort with significant power- and cost-saving in hot-dry regions. في الآونة الأخيرة، ركزت الدراسات الحرارية للبناء أكثر فأكثر على توفير الظروف المعيشية المناسبة داخل المباني والمنازل والمدارس والمستشفيات وما إلى ذلك، خاصة في المناطق الجافة الساخنة للتغلب على معضلات استهلاك الطاقة القادمة عمومًا من مصدر الوقود الأحفوري بواسطة الطاقة المتجددة. في هذه الورقة، يتم إجراء حقل من التجارب في الظروف الفعلية للتحقيق في تأثير المعلمات الخارجية على الراحة الحرارية للركاب داخل منزل منطقة جافة نموذجية. يتم عرض النتائج التي تم الحصول عليها مباشرة على الرسم البياني للقياس النفسي لتحديد موقع الوضع الحالي للراحة الحرارية الحقيقية. تؤكد النتائج التأثير المباشر والتأثير غير المباشر للظروف المناخية الخارجية (درجة الحرارة والرطوبة، على التوالي) على الراحة الداخلية. يتم التحقيق في سيناريوهين بتقنيات متجددة تجريبيًا بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها. يتم توصيل المبادل الحراري الأرضي (EAHE) والمدخنة الشمسية (SC) بشكل منفصل بمبنى مماثل، وتناقش المعلمات التي تؤثر على الراحة الحرارية. تظهر النتائج أن كلتا التقنيتين تعملان على تحسين الراحة الحرارية داخل الهيكل مع توفير الطاقة بكفاءة. يمكن للطاقة المتجددة أن تعزز الراحة الحرارية مع توفير كبير في الطاقة والتكلفة في المناطق الجافة الساخنة.

In this article, we presented an efficient local meshless method for the numerical treatment of two term time fractional-order multi-dimensional diffusion PDE. The demand of meshless techniques increment because of its meshless nature and simplicity of usage in higher dimensions. This technique approximates the solu?tion on set of uniform and scattered nodes. The space derivatives of the models are discretized by the proposed meshless procedure though the time fractional part is discretized by Liouville-Caputo fractional derivative. The numerical re?sults are obtained for 1-, 2- and 3-D cases on rectangular and non-rectangular computational domains which verify the validity, efficiency and accuracy of the method.

Water demand has been increasing considerably around the world, mostly since the start of the COVID-19 pandemic. It has caused many problems for water supply, especially in arid areas. Consequently, there is a need to assimilate lessons learned to ensure water security. In arid climates, evaluating the groundwater potential is critical, particularly because the only source of drinking water and irrigation for the community is groundwater. The objective of this report is to locate and identify probable groundwater basins in the upper Wadi Namous basin’s Ain Sefra area. GIS and RS were used to evaluate the parameters of morphometry and to demarcate groundwater potential zones by using eight different influencing factors, viz., geology, rainfall, height, slope, land cover, land use, and lineaments density are all factors to consider. The analytical hierarchical process (AHP) was used to give weightages to the factors, and definitions within each attribute were sorted in order of priority for groundwater potentiality. The major findings of the research were the creation of groundwater-potential zones in the watershed. The hydrogeological zone of the basin was assessed as follows: very poor (0.56%), poor (26.41%), moderate (44.72%), good (25.22%), and very good (3.1%). The groundwater recharge potential zones are concentrated in low cretaceous locations, according to analytical data. The groundwater potential regions were checked to field inventory data from 45 water locations to corroborate the findings. The qualitative findings and the groundwater inventory data agreed 77.78%, according to the cross-validation study. The produced groundwater potential map might substantially assist in the development of long-term management plans by enabling water planners and decision-makers to identify zones appropriate for the placement of productive wells and reducing investment losses caused by well drilling failures. The results of the study will also serve as a benchmark for further research and studies, such as hydrogeological modeling.

Les échangeurs de chaleur sont des dispositifs thermiques multi-bénéfices, d'une large utilisation, car leur structure varie en fonction de leur champ d'application. Le développement des configurations de canaux contenues dans ces échangeurs, et l'évaluation de leurs performances est l'objectif de nombreuses réalisations numériques et expérimentales récentes. En raison du coût élevé de ces dispositifs, de nombreux chercheurs ont dû suivre des méthodes de calcul basées sur la CFD au lieu d'utiliser des techniques expérimentales. Dans cette étude, la structure hydrothermale d'un échangeur de chaleur à canal à ailettes est évaluée en utilisant le volume fini basé sur Ansys Fluent. En raison de la structure complexe de ces canaux, qui contiennent des générateurs de tourbillons transversaux qui se chevauchent, l'écoulement se développe en une structure turbulente qui influence fortement le transfert de chaleur amélioré. En ce sens, divers modèles de turbulence sont simulés pour évaluer leur effet numérique sur les performances de l'échangeur. Cinq modèles différents sont en cours d'expérimentation qui sont (i) des modèles standard, (ii) des modèles de type RNG et (iii) des modèles de type k-ε dans des cas réalisables ainsi que (iv) des modèles standard et (v) des modèles de type k-ω dans des cas SST. Comme souligné, les performances les plus élevées sont atteintes avec le k-ω de type SST, tandis que la plus faible est celle du k-ω de type réalisable. Los intercambiadores de calor son dispositivos térmicos multi-beneficio, de amplio uso, ya que su estructura varía con su ámbito de aplicación. El desarrollo de las configuraciones de canales contenidas en estos intercambiadores y la evaluación de su rendimiento es el objetivo de muchos logros numéricos y experimentales recientes. Debido al alto costo de tales dispositivos, muchos investigadores tuvieron que seguir métodos computacionales basados en CFD en lugar de utilizar técnicas experimentales. En este estudio, la estructura hidrotérmica de un intercambiador de calor de canal con aletas se evalúa utilizando Ansys Fluent basado en volumen finito. Debido a la compleja estructura de estos canales, que contienen generadores de vórtices transversales superpuestos, el flujo se convierte en una estructura turbulenta que influye fuertemente en la transferencia de calor mejorada. En este sentido, se simulan diversos modelos de turbulencia para evaluar su efecto numérico sobre el rendimiento del intercambiador. Se están experimentando cinco modelos diferentes que son (i) modelos de tipo estándar, (ii) RNG y (iii) casos realizables k-ε, así como (iv) modelos de tipo estándar y (v) casos SST k-ω. Como se destacó, el rendimiento más alto se alcanza con el tipo SST k-ω, mientras que el más bajo es el del tipo realizable k-ο. Heat exchangers are multi-benefit thermal-devices, of wide use, as their structure varies with their scope of application. The development of channel configurations contained in these exchangers, and evaluation of their performance is the goal of many recent numerical and experimental achievements. Because of the high cost of such devices, many researchers had to follow CFD based computational methods instead of using experimental techniques. In this study, the hydrothermal structure of a finned channel heat exchanger is evaluated using the finite-volume based Ansys Fluent. Due to the complex structure of these channels, which contain overlapping transverse vortex generators, the flow develops into a turbulent structure that strongly influences the enhanced heat transfer. In this sense, various turbulence models are simulated to assess their numerical effect on the performance of the exchanger. Five different models are under experimentation which are (i) standard-, (ii) RNG- and (iii) realizable-case k-ε type models as well as (iv) standard- and (v) SST-case k-ω type models. As highlighted, the highest performance is reached with the SST-type k-ω, while the lowest one is that with the realizable-type k-ԑ. المبادلات الحرارية هي أجهزة حرارية متعددة الفوائد، ذات استخدام واسع، حيث يختلف هيكلها باختلاف نطاق تطبيقها. إن تطوير تكوينات القنوات الواردة في هذه المبادلات، وتقييم أدائها هو هدف العديد من الإنجازات العددية والتجريبية الحديثة. نظرًا لارتفاع تكلفة هذه الأجهزة، اضطر العديد من الباحثين إلى اتباع الأساليب الحسابية القائمة على عقود الفروقات بدلاً من استخدام التقنيات التجريبية. في هذه الدراسة، يتم تقييم الهيكل الحراري المائي للمبادل الحراري ذو القناة ذات الزعانف باستخدام Ansys Fluent ذو الحجم المحدود. نظرًا للهيكل المعقد لهذه القنوات، التي تحتوي على مولدات دوامة عرضية متداخلة، يتطور التدفق إلى هيكل مضطرب يؤثر بقوة على نقل الحرارة المعزز. وبهذا المعنى، تتم محاكاة نماذج الاضطراب المختلفة لتقييم تأثيرها العددي على أداء المبادل. هناك خمسة نماذج مختلفة قيد التجربة وهي (i) نماذج نوع k - ε القياسية و (ii) نماذج RNG - و (iii) نماذج نوع k - ε القابلة للتحقيق بالإضافة إلى (iv) نماذج نوع k - ω القياسية و (v) SST. كما هو موضح، يتم الوصول إلى أعلى أداء باستخدام K - ω من نوع SST، في حين أن أدنى أداء هو ذلك مع K - TYPE القابل للتحقيق.

L'équation d'évolution d'ordre variable est un modèle mathématique impressionnant qui explique les problèmes dynamiques complexes de manière efficace et précise. Cette dernière recherche étudie l'équation différentielle fractionnaire d'ordre variable espace-temps non linéaire de largeur égale modifiée et l'opérateur de dérivée fractionnaire au sens de Caputo. En utilisant la transformation, une équation différentielle ordinaire est obtenue à partir de l'équation différentielle d'ordre variable. Pour la précision, l'équation de largeur égale modifiée fractionnaire d'ordre variable espace-temps est résolue par la méthode d'expansion (G'/G) modifiée. Ce modèle décrit la simulation pour la transmission d'ondes unidimensionnelles dans des milieux non linéaires avec des processus de dispersion. En conséquence, de nouvelles solutions d'ondes progressives sont développées pour diverses valeurs de paramètres. Les solutions obtenues ont plusieurs applications dans un domaine de recherche récent en physique mathématique. Les solutions graphiques obtenues se présentent sous la forme de solitons singuliers, de solitons de coude et d'ondes de solitons périodiques qui démontrent que la signification physique et les comportements dynamiques des équations différentielles d'ordre variable fractionnaires et de la méthode proposée sont plus efficaces, plus puissants et plus faciles à résoudre les problèmes survenant en physique mathématique. La ecuación de evolución de orden variable es un modelo matemático impresionante que explica problemas dinámicos complejos de manera eficiente y precisa. Esta última investigación investiga la ecuación diferencial fraccionaria de orden variable de espacio-tiempo no lineal de igual anchura modificada y el operador de derivada fraccionaria en el sentido de Caputo. Usando la transformación, se obtiene una ecuación diferencial ordinaria a partir de la ecuación diferencial de orden variable. Para mayor precisión, la ecuación de igual ancho modificada fraccionariamente de orden variable espacio-tiempo se resuelve mediante el método de expansión (G'/G) modificada. Este modelo describe la simulación para la transmisión de ondas unidimensionales en medios no lineales con procesos de dispersión. Como resultado, se desarrollan nuevas soluciones de ondas progresivas para varios valores de parámetros. Las soluciones obtenidas tienen varias aplicaciones en un área reciente de investigación en física matemática. Las soluciones gráficas obtenidas son en forma de solitones singulares, solitones retorcidos y ondas de solitones periódicos que demuestran que el significado físico y los comportamientos dinámicos de las ecuaciones diferenciales fraccionarias de orden variable y el método propuesto son más efectivos, poderosos y fáciles para resolver problemas que surgen en la física matemática. The variable-order evolution equation is an impressive mathematical model that explain complex dynamical problems efficiently and accurately. This latest research investigates the modified equal width nonlinear space–time variable-order fractional differential equation and fractional derivative operator in the sense of Caputo. Using transformation, an ordinary differential equation is obtained from the variable-order differential equation. For accuracy, the space–time variable-order fractional modified equal width equation is solved by the modified (G'/G) -expansion method. This model describes the simulation for one-dimensional wave transmission in nonlinear media with dispersion processes. As a result, new traveling wave solutions are developed for various values of parameters. The obtained solutions have several applications in a recent area of research in mathematical physics. The obtained graphical solutions are in the form of singular solitons, kink solitons and periodic solitons waves which demonstrate that the physical signifance and dynamical behaviors of fractional variable-order differential equations and the proposed method are more effective, powerful, and easy in solving problems arising in mathematical physics. معادلة التطور متغير الترتيب هي نموذج رياضي مثير للإعجاب يشرح المشاكل الديناميكية المعقدة بكفاءة ودقة. يبحث هذا البحث الأخير في المعادلة التفاضلية الجزئية ذات العرض المتساوي المعدل غير الخطي للزمكان متغير الترتيب ومشغل المشتقات الجزئية بمعنى Caputo. باستخدام التحويل، يتم الحصول على معادلة تفاضلية عادية من المعادلة التفاضلية متغيرة الترتيب. من أجل الدقة، يتم حل معادلة العرض المتساوي المعدلة بالترتيب الكسري لمتغير الزمكان بواسطة طريقة التمدد المعدلة (G'/ G). يصف هذا النموذج محاكاة إرسال الموجة أحادية البعد في الوسائط غير الخطية مع عمليات التشتت. ونتيجة لذلك، يتم تطوير حلول موجة متنقلة جديدة لقيم مختلفة من المعلمات. للحلول التي تم الحصول عليها العديد من التطبيقات في مجال الأبحاث الحديثة في الفيزياء الرياضية. الحلول الرسومية التي تم الحصول عليها هي في شكل solitons المفرد، solitons شبك وموجات solitons الدورية التي تثبت أن الدلالة الفيزيائية والسلوكيات الديناميكية للمعادلات التفاضلية متغيرة الترتيب الكسرية والطريقة المقترحة هي أكثر فعالية وقوة وسهولة في حل المسائل الناشئة في الفيزياء الرياضية.

The phenomenon known as the Jeffrey-Hemal flow has become significantly important in diverse engineering and biological fields due to its use in the transportation of nanofluids across converging and diverging channels. The authors' current efforts are driven by the interdisciplinary development and study in this field. This research aims to examine the behavior of magnetized nanofluids as they flow through converging and diverging channels, taking into account the impact of a thermally balanced Darcy-Forchheimer permeable medium. The nanofluids are composed of copper oxide (CuO) and water. The second law of thermodynamics is used to formulate the concept of entropy generation. Channels are susceptible to the effects of Joule heating and solar radiation. The fundamental equations are converted from partial differential equations (PDEs) to ordinary differential equations (ODEs) by using suitable variables. The bvp4c scheming, an integrated MATLAB command, has been used for computational modeling. Graphical representations depict the impact of physical factors on velocity, entropy, and temperature. Furthermore, the influence of several factors on the Nusselt number is shown and analyzed. The findings demonstrate a positive correlation between temperature and greater Darcy and inertia values in converging/diverging channels, whereas the reverse trend is found in the case of divergent channels.