<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMC</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computers, Materials &#x0026; Continua</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-2226</issn>
<issn pub-type="ppub">1546-2218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">12000</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2021.012000</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Analysis of Magnetic Resistive Flow of Generalized Brinkman Type Nanofluid Containing Carbon Nanotubes with Ramped Heating</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Analysis of Magnetic Resistive Flow of Generalized Brinkman Type Nanofluid Containing Carbon Nanotubes with Ramped Heating</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Analysis of Magnetic Resistive Flow of Generalized Brinkman Type Nanofluid Containing Carbon Nanotubes with Ramped Heating</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Saqib</surname>
<given-names>Muhammad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western">
<surname>Khan</surname>
<given-names>Ilyas</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref>
<email>ilyaskhan@tdtu.edu.vn</email>
</contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Shafie</surname>
<given-names>Sharidan</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Mohamad</surname>
<given-names>Ahmad Qushairi</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Sherif</surname>
<given-names>El-Sayed M.</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref><xref ref-type="aff" rid="aff-4">4</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Department of Mathematical Sciences, Faculty of Science, Universiti Teknologi Malaysia</institution>, <addr-line>Johor Bahru, 81310</addr-line>, <country>Malaysia</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Faculty of Mathematics and Statistics, Ton Duc Thang University</institution>, <addr-line>Ho Chi Minh City</addr-line>, <country>Vietnam</country></aff>
<aff id="aff-3"><label>3</label><institution>Center of Excellence for Research in Engineering Materials (CEREM), King Saud University</institution>, <addr-line>Al-Riyadh, 11421</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-4"><label>4</label><institution>Department of Physical Chemistry, Electrochemistry and Corrosion Laboratory, National Research Centre</institution>, <addr-line>Cairo, 12622</addr-line>, <country>Egypt</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes><corresp id="cor1">&#x002A;Corresponding Author: Ilyas Khan. Email: <email>ilyaskhan@tdtu.edu.vn</email></corresp></author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2020-12-05">
<day>05</day>
<month>12</month>
<year>2020</year>
</pub-date>
<volume>67</volume>
<issue>1</issue>
<fpage>1069</fpage>
<lpage>1084</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>09</day>
<month>06</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>16</day>
<month>07</month>
<year>2020</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2021 Saqib et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Saqib et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMC_12000.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>In recent times, scientists and engineers have been most attracted to electrically conducted nanofluids due to their numerous applications in various fields of science and engineering. For example, they are used in cancer treatment (hyperthermia), magnetic resonance imaging (MRI), drug-delivery, and magnetic refrigeration (MR). Bearing in mind the significance and importance of electrically conducted nanofluids, this article aims to study an electrically conducted water-based nanofluid containing carbon nanotubes (CNTs). CNTs are of two types, single-wall carbon nanotubes (SWCNTs) and multiple-wall carbon nanotubes (MWCNTs). The CNTs (SWCNTs and MWCNTs) have been dispersed in regular water as base fluid to form water-CNTs nanofluid. The Brinkman Type nanofluid model is developed in terms of time-fractional domain. The ramped heating and sinusoidal oscillations conditions have been taken at the boundary. The model has been solved for exact analytical solutions via the fractional Laplace transform method. The exact solutions have been graphically studied to explore the physics of various pertinent flow parameters on velocity and temperature fields. The empirical results reveal that the temperature and velocity fields decreased with increasing values of fractional parameters due to variation in thermal and momentum boundary layers. It is also indicated that the isothermal velocity and temperature are higher than ramped velocity and temperature.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Nanofluid</kwd>
<kwd>fractional derivatives</kwd>
<kwd>Brinkman type fluid</kwd>
<kwd>exact solutions</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>In recent decades, technology has been growing exponentially in numerous fields of science and engineering such as power generation and electronics where heat transport is an essential phenomenon. The extraordinary growth in technologies needs revolutionary and innovative heat transport management. In this case, advanced and innovative cooling procedures are required to be invented. As the heat transfer management in industries and electronic devices gained prominence, the research community tried to develop an efficient heat transfer medium. Numerous conventional techniques such as mini channel and increasing the surface area had been applied but failed due to scientific limitations. Despite that, enrichment in material science provides specialness to heat transfer fluid by dissolving nano-sized particles in the base fluid. This phenomenon of dispersion of nano-sized particles in host fluid had been revealed by Choi et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. Thereby, numerous investigators characterized, prepared, and examined different nanofluids in heat transport applications [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>]. Many experimental and numerical studies indicated a different combination of nanoparticle and base fluids. Amongst the many types of nanoparticles, carbide ceramic, metal oxide, metals, nitride ceramic, semiconductor, and carbon in the various forms are commonly used in the traditional fluids such as water, oil, alcohol, and polymer solutions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>]. However, some recent studies indicated that carbon nanotubes (CNTs) are more efficient in convection heat transfer due to their high thermal conductivity.</p>
<p>CNTs nanoparticles are in a cylindrical shape with superior thermal characteristics (higher electrical and thermal conductivities and low density) compared to spherical shape nanoparticles. CNTs have incredible applications in various areas of science, which include electronics, health care, energy, cooling, heat exchanger, bio-medicine, solar collector, diesel engine, and environment [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>]. Khalid et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] investigated the magneto-hydro-dynamic (MHD) flow of Blood-CNTs nanofluid in a porous medium. In these studies, SWCNTs and MWCNTs had been considered. They reported that the temperature field increases with increasing volume concentration whereas the velocity field indicated an opposite trend. Aman et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] analyzed the flow of CNTs nanofluid in a microchannel by using the perturbation method. Their results revealed that the temperature field of SWCNTs is higher than MWCNTs in different based fluids. Some more recent studies on nanofluids can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] and the references therein.</p>
<p>In the open literature, many studies had focused on convection heat transfer with constant wall temperature. But several physical situations follow arbitrary thermal conditions at the boundary. The convection heat transfer problems are effective to study with step-change thermal boundary conditions (Ramped wall thermal boundary conditions). The problems with ramped wall thermal boundary conditions can be implemented in thin-film photovoltaic devices to accomplish a certain finish of the system [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>]. Ramped wall temperature is also essential for heat management in buildings such as air conditioning where the constant wall thermal conditions lead to noticeable error. Keeping in mind the importance of step-change thermal boundary conditions, this study investigates convection heat transfer with ramped boundary condition.</p>
<p>In the open literature, nanofluids are extensively studied without ramped wall conditions. The studies on nanofluid flow with ramped wall temperature are very rare and the flow of CNTs nanofluid with Caputo&#x2013;Fabrizio time-fractional Brinkman type fluid model are not as yet reported in literature. Thereby, to fill this research gap, a Caputo time-fractional Brinkman typed fluid model is developed for the flow of CNTs (SWCNTs and MWCNTs) under the influence of the external magnetic field. In the discussed literature, the governing equations that describe the convection heat transfer in nanofluid had been modeled in terms of integer order constitutive relationship. However, with the growth of technologies, fractional calculus has reached terrific advancement due to wide range of applications. As accepted in the open literature, integer-order derivatives are local in nature, but time-fractional derivatives are non-local, which retain memory property [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>]. Having such motivation, this study deals with convection heat transfer in MHD CNTs nanofluid based on the time-fractional Brinkman type fluid model. The classical Brinkman model together with energy equation have been transformed into fractional forms using Caputo time-fractional derivative. The generalized energy equation is partially coupled with the momentum equations to study the memory effect. The sinusoidal oscillating and ramped wall conditions have been imposed. The fractional model has been solved for exact solutions using the Laplace transform. The physical impact of pertinent flow parameters have been highlighted in various graphs with physical interpretation.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Mathematical Formulation</title>
<p>Consider the convection heat transfer in water-CNTs nanofluid near an infinite plate with ramped wall temperature in <inline-formula id="ieqn-1"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-1.png"/><tex-math id="tex-ieqn-1"><![CDATA[$x,  y$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> plane where the plate is selected along <italic>x</italic>-axis and <italic>y</italic>-axis is chosen normal to it. It is assumed that the fluid is electrically conducting. The magnetic Reynold is assumed to be very small, thereby, the induced magnetic field is neglected [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>]. Initially, at <inline-formula id="ieqn-2"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-2.png"/><tex-math id="tex-ieqn-2"><![CDATA[$t \leq 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, both the fluid and plate are at rest with ambient temperature <inline-formula id="ieqn-3"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-3.png"/><tex-math id="tex-ieqn-3"><![CDATA[$T_{\infty}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>. After a short interval of time <italic>t</italic> = 0<sup>+</sup>, the temperature of the plate rises from <inline-formula id="ieqn-4"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-4.png"/><tex-math id="tex-ieqn-4"><![CDATA[$T_{\infty}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> to <inline-formula id="ieqn-5"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-5.png"/><tex-math id="tex-ieqn-5"><![CDATA[$T_{0}+ \left(T_{W}-T_{\infty }\right)t/t_{0}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> for 0 &#x003C; <italic>t</italic> &#x003C; <italic>t</italic><sub>0</sub> or <italic>T<sub>W</sub></italic> for <italic>t</italic> &#x003E; <italic>t</italic><sub>0</sub>. In addition, the plate starts oscillations with <inline-formula id="ieqn-6"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-6.png"/><tex-math id="tex-ieqn-6"><![CDATA[$U_{0}H \left(t\right)\cos \left(\omega t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="qopname">cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> where <italic>U</italic><sub>0</sub> is the amplitude of oscillation, <inline-formula id="ieqn-7"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-7.png"/><tex-math id="tex-ieqn-7"><![CDATA[$H \left(t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the Heaviside unit step function, <inline-formula id="ieqn-8"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-8.png"/><tex-math id="tex-ieqn-8"><![CDATA[$\omega$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> is the frequency of oscillation and <italic>t</italic> is the time period. Due to the temperature gradient and plate oscillations, the mixed convection is taken place and the nanofluid begins to move in <italic>x</italic>-direction. The governing equations of the problem are given by</p>
<p><disp-formula id="eqn-1">
<label>(1)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-1.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-1"><![CDATA[$$\begin{equation}
\rho _{nf} \left(\frac{\partial u \left(y,t\right)}{\partial t}+\beta ^{*}u \left(y,t\right)\right)=\mu _{nf}\frac{\partial ^{2}u \left(y,t\right)}{\partial y^{2}}-\sigma _{nf}B_{0}^{2}u \left(y,t\right)+g \left(\rho \beta _{T}\right)_{nf} \left(T \left(y,t\right)-T_{\infty }\right),
\label{eqn-1}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-2">
<label>(2)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-2.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-2"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left(\rho C_{p}\right)_{nf}\frac{\partial T \left(y,t\right)}{\partial t}=k_{nf}\frac{\partial ^{2}T \left(y,t\right)}{\partial y^{2}},
 \label{eqn-2}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-9"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-9.png"/><tex-math id="tex-ieqn-9"><![CDATA[$\rho _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> is the density, <inline-formula id="ieqn-10"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-10.png"/><tex-math id="tex-ieqn-10"><![CDATA[$u \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the velocity, <inline-formula id="ieqn-11"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-11.png"/><tex-math id="tex-ieqn-11"><![CDATA[$\beta^{*}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula> is the Brinkman type fluid parameter, <inline-formula id="ieqn-12"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-12.png"/><tex-math id="tex-ieqn-12"><![CDATA[$\mu _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> is the dynamic viscosity, <inline-formula id="ieqn-13"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-13.png"/><tex-math id="tex-ieqn-13"><![CDATA[$\sigma _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> is the electrical conductivity, <italic>B</italic><sub>0</sub> is a uniform magnetic field, <italic>g</italic> gravitational acceleration, <inline-formula id="ieqn-14"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-14.png"/><tex-math id="tex-ieqn-14"><![CDATA[$ \left(\beta _{T}\right)_{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> is the thermal expansion, <inline-formula id="ieqn-15"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-15.png"/><tex-math id="tex-ieqn-15"><![CDATA[$T \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the temperature, <inline-formula id="ieqn-16"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-16.png"/><tex-math id="tex-ieqn-16"><![CDATA[$ \left(C_{p}\right)_{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> is the heat capacitance, and <italic>k<sub>nf</sub></italic> is the thermal conductivity of nanofluid. The appropriate physical initial and boundary conditions are given as</p>
<p><disp-formula id="eqn-3">
<label>(3)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-3.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-3"><![CDATA[$$\begin{equation}
u \left(y,0\right)=0,\quad T \left(y,0\right)=T_{\infty },\quad \forall y \geq 0,
\label{eqn-3}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>&#x2200;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-4">
<label>(4)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-4.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-4"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left.\begin{array}{l}
u \left(0,t\right)=U_{0}H \left(t\right)\cos \left(\omega t\right);\quad \forall t \geq 0^{+} \\[6pt]
T \left(0,t\right)= \left\{\begin{array}{l@{\quad}l}
T_{0}+ \left(T_{W}-T_{\infty }\right)\displaystyle\frac{t}{t_{0}}; & {\rm if}~0< t< t_{0} \\[12pt] T_{W}; & {\rm if}~t> t_{0}\end{array}\right. \\[20pt]
u \left(y,t\right)\rightarrow 0~\mathrm{and}~T \left(y,t\right)\rightarrow T_{\infty };\quad {\rm if}\,y\rightarrow \infty \end{array}\right\},
\label{eqn-4}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>&#x2200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr> </mml:mtable></mml:mrow><mml:mo></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mspace width="0.3em"/><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where mathematical expressions for <inline-formula id="ieqn-17"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-17.png"/><tex-math id="tex-ieqn-17"><![CDATA[$\rho _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-18"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-18.png"/><tex-math id="tex-ieqn-18"><![CDATA[$\mu _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-19"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-19.png"/><tex-math id="tex-ieqn-19"><![CDATA[$\sigma _{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-20"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-20.png"/><tex-math id="tex-ieqn-20"><![CDATA[$ \left(\beta _{T}\right)_{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-21"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-21.png"/><tex-math id="tex-ieqn-21"><![CDATA[$ \left(C_{p}\right)_{nf}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> and <italic>k<sub>nf</sub></italic> are given by [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>].</p>
<p><disp-formula id="eqn-5">
<label>(5)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-5.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-5"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left.\begin{array}{l}\rho _{nf}= \left(1-\phi \right)\rho _{f}+\phi \rho _{s},\quad \mu _{nf}=\displaystyle\frac{\mu _{f}}{ \left(1-\phi \right)^{2.5}},\quad
\displaystyle\frac{\sigma _{nf}}{\sigma _{f}}=1+\displaystyle\frac{3 \left(\frac{\sigma _{s}}{\sigma _{f}}-1\right)\phi }{ \left(\frac{\sigma _{s}}{\sigma _{f}}+2\right)- \left(\frac{\sigma _{s}}{\sigma _{f}}-1\right)\phi }, \\[25pt]
 \left(\rho \beta _{T}\right)_{nf}= \left(1-\phi \right) \left(\rho \beta _{T}\right)_{f}+\phi \left(\rho \beta _{T}\right)_{s},\quad \left(\rho C_{p}\right)_{nf}= \left(1-\phi \right) \left(\rho C_{p}\right)_{f}+\phi \left(\rho C_{p}\right)_{s},\, \\[16pt]
\displaystyle\frac{k_{nf}}{k_{f}}=\displaystyle\frac{ \left(1-\phi \right)+2\phi \frac{k_{s}}{k_{s}-k_{f}}\ln \frac{k_{s}-k_{f}}{2k_{f}}}{ \left(1-\phi \right)+2\phi \frac{k_{s}}{k_{s}-k_{f}}\ln \frac{k_{s}+k_{f}}{2k_{f}}}\end{array}\right\},
 \label{eqn-5}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="0.3em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> ln</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> ln</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr> </mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The subscripts <italic>nf</italic>, <italic>f</italic>, and <italic>s</italic> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eqs. (5)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> are referred to as nanofluid, base fluid, and solid CNTs nanoparticles, respectively. The numerical values of thermophysical properties are given in <xref ref-type="table" rid="table-1">Tab. 1</xref> [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>].</p>
<table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>Numerical values of the base fluid and solid material nanoparticles [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col/>
<col/>
<col/>
<col/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Material</th>
<th>Base fluid</th>
<th colspan="2">Nanoparticles</th>
</tr>
<tr>
<th></th>
<th>H<sub>2</sub>O</th>
<th>SWCNT</th>
<th>MWCNT</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-22"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-22.png"/><tex-math id="tex-ieqn-22"><![CDATA[$\rho$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> (kg/m<sup>3</sup>)</td>
<td>997.1</td>
<td>2600</td>
<td>1600</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>C<sub>p</sub></italic> (J/kg K)</td>
<td>4179</td>
<td>425</td>
<td>796</td>
</tr>
<tr>
<td><italic>k</italic> (W/m K)</td>
<td>0.613</td>
<td>6600</td>
<td>3000</td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-23"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-23.png"/><tex-math id="tex-ieqn-23"><![CDATA[$\beta _{T}\times 10^{-5}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula> (K<sup>&#x2212;1</sup>)</td>
<td>21</td>
<td>27</td>
<td>44</td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-24"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-24.png"/><tex-math id="tex-ieqn-24"><![CDATA[$\sigma$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> (<inline-formula id="ieqn-25"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-25.png"/><tex-math id="tex-ieqn-25"><![CDATA[$\Omega$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mi>&#x03A9;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>m)</td>
<td>0.05</td>
<td>10<sup>&#x2212;6</sup>&#x2013;10<sup>&#x2212;7</sup></td>
<td><inline-formula id="ieqn-26"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-26.png"/><tex-math id="tex-ieqn-26"><![CDATA[$1.9\times 10^{-4}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td><inline-formula id="ieqn-27"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-27.png"/><tex-math id="tex-ieqn-27"><![CDATA[$\Pr$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mo class="qopname">Pr</mml:mo></mml:math></alternatives></inline-formula></td>
<td>6.2</td>
<td>&#x2013;</td>
<td>&#x2013;</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The dimensionless variables are introduced into governing <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">(2)</xref> and initial and boundary conditions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">(5)</xref> to minimize the number of variables and to simplify the mathematical model. Incorporating the following dimensionless variable
<disp-formula id="eqn-6a"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-6a.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-6a"><![CDATA[$$\begin{eqnarray*}
u^{*}=\frac{u}{U_{0}},\quad y^{*}=\frac{U_{0}}{\upsilon _{f}}y,\quad t^{*}=\frac{t}{t_{0}},\quad t_{0}=\frac{\upsilon _{f}}{U_{0}^{2}},\quad \theta =\frac{T-T_{\infty }}{T_{W}-T_{\infty }}
\end{eqnarray*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-6a" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
 into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> and <inline-formula id="ieqn-28"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-28.png"/><tex-math id="tex-ieqn-28"><![CDATA[$\text{d}\text{r}\text{o}\text{p}\text{p}\text{ing}* \text{s}\text{i}\text{g}\text{n}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>d</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>o</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>p</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>ing</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>*</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>i</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>g</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>n</mml:mtext></mml:mstyle></mml:math></alternatives></inline-formula> for simplicity yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-6">
<label>(6)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-6.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-6"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi_{0} \left\{\frac{\partial u \left(y,t\right)}{\partial t}+\beta u \left(y,t\right)\right\}=\phi _{1}\frac{\partial ^{2}u \left(y,t\right)}{\partial y^{2}}-\phi _{2}Mu \left(y,t\right)+\phi _{3}Gr\theta \left(y,t\right),
\label{eqn-6}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-7">
<label>(7)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-7.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-7"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi _{4}\Pr \frac{\partial \theta \left(y,t\right)}{\partial t}=\phi _{1}\frac{\partial ^{2}\theta \left(y,t\right)}{\partial y^{2}},
 \label{eqn-7}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> Pr</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-8">
<label>(8)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-8.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-8"><![CDATA[$$\begin{equation}
u \left(y,0\right)=0,\quad \theta \left(y,0\right)=0,\quad \forall y \geq 0,
\label{eqn-8}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>&#x2200;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-9">
<label>(9)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-9.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-9"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left.\begin{array}{l}u \left(0,t\right)=H \left(t\right)\cos \left(\omega t\right);\quad\forall t \geq 0^{+} \\[8pt]
T \left(0,t\right)= \left\{\begin{array}{l@{\quad}l}
t; & \mathrm{if}~0< t< 1 \\[8pt]
1;& \mathrm{if}~t> 1 \end{array}\right. \\[16pt]
u \left(y,t\right)\rightarrow 0~\mathrm{and}~T \left(y,t\right)\rightarrow 0;\quad \mathrm{if}~y\rightarrow \infty \end{array}\right\},
\label{eqn-9}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>&#x2200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none" equalcolumns="false"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="left"><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle> <mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr> </mml:mtable></mml:mrow><mml:mo></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2192;</mml:mo><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where
<disp-formula id="eqn-11a"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-11a.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-11a"><![CDATA[$$\begin{align*}
& \beta =\frac{\upsilon _{f}\beta ^{*}}{U_{0}^{2}},\quad M=\frac{\upsilon _{f}\sigma _{f}B_{0}^{2}}{U_{0}^{2}\rho _{f}},\quad Gr=\frac{g \left(\beta _{T}\upsilon \right)_{f} \left(T_{W}-T_{\infty }\right)}{U_{0}^{3}},\quad \Pr = \left(\frac{\mu C_{p}}{k}\right)_{f},\quad \phi _{0}= \left(1-\phi \right)+\phi \frac{\rho _{s}}{\rho _{f}}, \\
& \phi _{1}=\frac{1}{ \left(1-\phi \right)^{2.5}},\quad \phi _{2}=\frac{\sigma _{nf}}{\sigma _{f}},\quad \phi _{3}= \left(1-\phi \right)+\phi \frac{ \left(\rho \beta _{T}\right)_{s}}{ \left(\rho \beta _{T}\right)_{f}},\quad \phi _{4}= \left(1-\phi \right)+\phi \frac{ \left(\rho C_{p}\right)_{s}}{ \left(\rho C_{p}\right)_{f}},\quad \phi _{5}=\frac{k_{nf}}{k_{f}},
\end{align*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-11a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left" columnspacing="1pt"><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>U</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mo>Pr</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext></mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext></mml:mtext></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></alternatives></disp-formula>
 is the Brinkman type fluid parameter, magnetic number, thermal Grashof number, and Prandtl number respectively. In addition, <inline-formula id="ieqn-29"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-29.png"/><tex-math id="tex-ieqn-29"><![CDATA[$\phi _{0}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-30"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-30.png"/><tex-math id="tex-ieqn-30"><![CDATA[$\phi _{1}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-31"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-31.png"/><tex-math id="tex-ieqn-31"><![CDATA[$\phi _{2}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-32"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-32.png"/><tex-math id="tex-ieqn-32"><![CDATA[$\phi _{3}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-33"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-33.png"/><tex-math id="tex-ieqn-33"><![CDATA[$\phi _{4}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-34"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-34.png"/><tex-math id="tex-ieqn-34"><![CDATA[$\phi _{5}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></alternatives></inline-formula> are constant terms which are produced during the calculi. The dimensionless governing <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">Eqs. (6)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> are transformed to Caputo&#x2013;Fabrizio times-Fractional form as</p>
<p><disp-formula id="eqn-10">
<label>(10)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-10.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-10"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi _{0} \left\{\mathcal{D}_{t}^{\alpha }u \left(y,t\right)+\beta u \left(y,t\right)\right\}=\phi _{1}\frac{\partial ^{2}u \left(y,t\right)}{\partial y^{2}}-\phi _{2}Mu \left(y,t\right)+\phi _{3}Gr\theta \left(y,t\right),
\label{eqn-10}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-11">
<label>(11)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-11.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-11"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi _{4}\Pr \mathcal{D}_{t}^{\alpha }\theta \left(y,t\right)=\phi _{1}\frac{\partial ^{2}\theta \left(y,t\right)}{\partial y^{2}},
\label{eqn-11}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> Pr</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munderover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-35"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-35.png"/><tex-math id="tex-ieqn-35"><![CDATA[$\mathcal{D}_{t}^{\alpha } \left(, ., \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the Caputo&#x2013;Fabrizio time-fractional operator (CFTO) defined by [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>]</p>
<p><disp-formula id="eqn-12">
<label>(12)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-12.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-12"><![CDATA[$$\begin{equation}
\mathcal{D}_{t}^{\alpha}f \left(y,t\right)=\frac{N \left(\alpha \right)}{1-\alpha }\int_{0}^{t}\exp \left(-\frac{\alpha \left(t-\tau \right)}{1-\alpha }\right)\frac{\partial f \left(y,\tau \right)}{\partial \tau }d\tau;\quad 0< \alpha < 1, \label{eqn-12}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mo> exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-13">
<label>(13)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-13.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-13"><![CDATA[$$\begin{equation}
 N \left(1\right)=N \left(0\right)=1 .
 \label{eqn-13}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The Laplace transform of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eq. (12)</xref> using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">Eq. (13)</xref> yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-14">
<label>(14)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-14.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-14"><![CDATA[$$\begin{equation}
\mathcal{L} \left\{{D_{t}}^{\alpha }f \left(y,t\right)\right\} \left(q\right)=\frac{q\overline{f} \left(y,q\right)-f \left
(y,0\right)}{ \left(1-\alpha \right)q+\alpha },\quad 0< \alpha \leq 1, \label{eqn-14}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>such that</p>
<p><disp-formula id="eqn-15">
<label>(15)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-15.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-15"><![CDATA[$$\begin{equation}
\lim _{\alpha \rightarrow 1} \left[\mathcal{L} \left\{\mathcal{D}_{t}^{\alpha}f \left(y,t\right)\right\} \left(q\right)\right]=\lim _{\alpha \rightarrow 1} \left\{\frac{q\overline{f} \left(y,q\right)-f \left(y,0\right)}{ \left(1-\alpha \right)q+\alpha }\right\}=q\overline{f} \left(y,q\right)-f \left(y,0\right)=\mathcal{L} \left\{\frac{\partial f \left(y,t\right)}{\partial t}\right\}. \label{eqn-15}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mrow><mml:mo>lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo> lim</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo lspace='0pt' rspace='0pt'>&#x2192;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">Eq. (15)</xref> clearly indicates that the fractional order CFTO can be reduced to integer order partial differential derivatives.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Solution of the Problem</title>
<p>In this section, the fractional Laplace transform method is adopted to solve <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eqs. (10)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">(11)</xref> using the initial and boundary conditions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">(9)</xref>.</p>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>Solution for Temperature Field</title>
<p>Applying the Laplace transform to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref> using initial condition from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">(8)</xref> which yield to the following form</p>
<p><disp-formula id="eqn-16">
<label>(16)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-16.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-16"><![CDATA[$$\begin{equation}
\frac{d\overline{\theta } \left(y,q\right)}{dy^{2}}-\frac{a_{0}q}{ \left(1-\alpha \right)q+\alpha }\overline{\theta } \left(y,q\right)=0,
 \label{eqn-16}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>with the transform boundary conditions</p>
<p><disp-formula id="eqn-17">
<label>(17)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-17.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-17"><![CDATA[$$\begin{equation}
 \left.\overline{\theta } \left(0,q\right)=\int_{0}^{1}t\cdot e^{-qt}+\int_{1}^{\infty }1\cdot e^{-qt}=\frac{1-e^{-q}}{q^{2}}~\mathrm{and}~\overline{\theta } \left(\infty ,q\right)=0\right\},
\label{eqn-17}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mrow><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac> <mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where
<disp-formula id="eqn-20a"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-20a.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-20a"><![CDATA[$$\begin{eqnarray*}
a_{0}=\frac{\phi _{4}\Pr }{\phi _{5}}.
\end{eqnarray*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-20a" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> Pr</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
</p>
<p>The analytical solutions of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eq. (16)</xref> in the Laplace transform domain is obtained by using the boundary conditions presented in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref> as</p>
<p><disp-formula id="eqn-18">
<label>(18)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-18.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-18"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{\theta } \left(y,q\right)=\frac{1}{q^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}b_{0}q}{q+b_{1}}}}-
e^{-q}\frac{1}{q^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}b_{0}q}{q+b_{1}}}}.
\label{eqn-18}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>It is important to indicate here that <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eq. (18)</xref> is the solution of the energy equation in the Laplace transform domain with ramped wall temperature. <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">Eq. (18)</xref> is further simplified as</p>
<p><disp-formula id="eqn-19">
<label>(19)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-19.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-19"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{\theta } \left(y,q\right)=\overline{\theta }_{Ramp} \left(y,q\right)-e^{-q}\overline{\theta }_{Ramp} \left(y,q\right),
 \label{eqn-19}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-20">
<label>(20)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-20.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-20"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{\theta }_{Ramp} \left(y,q\right)=f_{Ramp} \left(y,q;a_{0}b_{0},b_{1}\right)=
\frac{1}{q^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}b_{0}q}{q+b_{1}}}}.
 \label{eqn-20}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>In order to transform back <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eq. (19)</xref> from the Laplace transform domain, the inverse Laplace transform is employed which yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-21">
<label>(21)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-21.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-21"><![CDATA[$$\begin{equation}
\theta \left(y,t\right)=\theta _{Ramp} \left(y,t\right)-\theta _{Ramp} \left(y,t-1\right)H \left(t-1\right),
\label{eqn-21}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-36"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-36.png"/><tex-math id="tex-ieqn-36"><![CDATA[$H \left(t-1\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is the Heaviside unit step function. The term <inline-formula id="ieqn-37"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-37.png"/><tex-math id="tex-ieqn-37"><![CDATA[$\theta _{Ramp} \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is obtained as</p>
<p><disp-formula id="eqn-22">
<label>(22)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-22.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-22"><![CDATA[$$\begin{equation}
\theta _{Ramp} \left(y,t\right)=\int_{0}^{t}f_{Ramp} \left(y,\tau ;a_{0}b_{0},b_{1}\right)d\tau,
 \label{eqn-22}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-23">
<label>(23)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-23.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-23"><![CDATA[$$\begin{equation}
f_{Ramp} \left(y,t;a_{0}b_{0},b_{1}\right)=1+\frac{2a_{0}b_{0}}{\pi }\int_{0}^{\infty }\frac{\sin \left(yx\right)}{x \left(a_{0}b_{0}+x^{2}\right)}e^{-\frac{b_{1}x^{2}t}{a_{0}b_{0}+x^{2}}}dx .
\label{eqn-23}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref> corresponds to the exact solutions of energy equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref>) for ramped wall temperature when <inline-formula id="ieqn-38"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-38.png"/><tex-math id="tex-ieqn-38"><![CDATA[$ 0< \alpha \leq 1 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>. To evaluate the isothermal temperature, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eq. (16)</xref> is again solved for isothermal temperature condition which yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-24">
<label>(24)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-24.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-24"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{\theta }_{Iso} \left(y,q\right)=\frac{1}{q}e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}bq}{q+b_{1}}}}, \label{eqn-24}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>such that</p>
<p><disp-formula id="eqn-25">
<label>(25)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-25.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-25"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{\theta }_{Iso} \left(y,q\right)=g_{Iso} \left(y,q;a_{0}b_{0},b_{1}\right)=
\frac{1}{q}e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}bq}{q+b_{1}}}}.
 \label{eqn-25}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>To present the solutions for isothermal temperature in the time domain, the inverse Laplace transform is applied to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-25">Eq. (25)</xref> which yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-26">
<label>(26)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-26.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-26"><![CDATA[$$\begin{equation}
\theta _{Iso} \left(y,t\right)=g_{Iso} \left(y,t;a_{0}b_{0},b_{1}\right)=1+\frac{2a_{0}b_{0}}{\pi }\int_{0}^{\infty }\frac{\sin \left(yx\right)}{x \left(a_{0}b_{0}+x^{2}\right)}e^{-\frac{b_{1}x^{2}t}{a_{0}b_{0}+x^{2}}}dx \label{eqn-26}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eqs. (21)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-26">(26)</xref> represent the exact solutions of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref> for ramped and isothermal temperature, respectively. The solutions for the velocity field for both cases, i.e., ramped and the isothermal temperature are given in the following section.</p>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>Solution for Velocity Field</title>
<p>In this section, the exact analytical solutions for the velocity field will be developed for both ramped and isothermal temperature. Exact expressions for these conditions will be presented. Bearing in mind <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">Eq. (14)</xref>, the Laplace transform is employed to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eq. (10)</xref> using initial conditions from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">Eq. (8)</xref> yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-27">
<label>(27)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-27.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-27"><![CDATA[$$\begin{equation}
\phi _{0} \left\{\frac{q}{ \left(1-\alpha \right)q+\alpha }\overline{u} \left(y,q\right)+\beta \overline{u} \left(y,q\right)\right\}=\phi _{1}\frac{d^{2}\overline{u} \left(y,q\right)}{dy^{2}}-\phi _{2}M\overline{u} \left(y,q\right)+\phi _{3}Gr\overline{\theta } \left(y,q\right).
\label{eqn-27}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>After further simplification <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-27">Eq. (27)</xref> takes the following form</p>
<p><disp-formula id="eqn-28">
<label>(28)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-28.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-28"><![CDATA[$$\begin{equation}
\frac{d^{2}\overline{u} \left(y,q\right)}{dy^{2}}- \left(\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b1}\right)u
 \left(y,q\right)=-Gr_{0} \left(\frac{1-e^{-q}}{q^{2}}\right)e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}bq}{q+b_{1}}}},
 \label{eqn-28}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>along with the velocity boundary conditions</p>
<p><disp-formula id="eqn-29">
<label>(29)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-29.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-29"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u} \left(0,q\right)=\frac{q}{q^{2}+\omega ^{2}}~\mathrm{and}~\overline{u} \left(\infty ,q\right)=0,
 \label{eqn-29}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width=".3em" /><mml:mstyle mathvariant="normal"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:mstyle><mml:mspace width=".3em" /><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where
<disp-formula id="eqn-33a"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-33a.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-33a"><![CDATA[$$\begin{eqnarray*}
a_{1}=\frac{1}{\phi _{1}} \left(\phi _{2}b_{0}+\phi _{0}\beta +\phi _{2}M\right),\quad a_{2}=\frac{1}{\phi _{1}} \left(b_{1}\phi _{2}M+b_{1}\phi _{0}\beta +\right),\quad Gr_{0}=\frac{\phi _{3}}{\phi _{1}}Gr.
\end{eqnarray*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-33a" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em"/><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
</p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eq. (28)</xref> is analytically solved for ramped temperature in the Laplace transform domain is given by</p>
<p><disp-formula id="eqn-30">
<label>(30)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-30.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-30"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u} \left(y,q\right)=\frac{q}{q^{2}+\omega ^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}}+ \left(\frac{Gr_{0} \left(q+b_{1}\right)}
{a_{3}q-a_{2}}\right) \left(\frac{1-e^{-q}}{q^{2}}\right) \left(e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+
a_{2}}{q+b_{1}}}}-e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}b_{0}q}{q+b_{1}}}}\right),
 \label{eqn-30}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where
<disp-formula id="eqn-35a"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-35a.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-35a"><![CDATA[$$\begin{eqnarray*}
a_{3}=a_{0}b_{0}-a_{1}.
\end{eqnarray*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-35a" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
</p>
<p>In order to find the inverse Laplace transform of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eq. (30)</xref>, this equation is written in a more suitable form as</p>
<p><disp-formula id="eqn-31">
<label>(31)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-31.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-31"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u} \left(y,q\right)=\overline{u}_{c} \left(y,q\right)+\overline{u}_{1}
 \left(y,q\right) \left\{\overline{u}_{2 \left(Ramp\right)} \left(y,q\right)-e^{-q}
\overline{u}_{2 \left(Ramp\right)} \left(y,q\right)\right\}-\overline{u}_{1} \left
(y,q\right)\overline{\theta }_{Ramp} \left(y,q\right),
 \label{eqn-31}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-32">
<label>(32)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-32.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-32"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{c} \left(y,q\right)=\frac{q}{q^{2}+\omega ^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}},
 \label{eqn-32}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-33">
<label>(33)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-33.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-33"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{1} \left(y,q\right)=\frac{Gr_{0} \left(q+b_{1}\right)}{a_{3}q-a_{2}},
\label{eqn-33}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<disp-formula id="eqn-34">
<label>(34)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-34.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-34"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{2 \left(Ramp\right)} \left(y,q\right)=\frac{1}{q^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}},
 \label{eqn-34}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula>
<p>and <inline-formula id="ieqn-39"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-39.png"/><tex-math id="tex-ieqn-39"><![CDATA[$\overline{\theta } \left(y,  q\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is previously defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eq. (19)</xref>. Now, the inverse Laplace transform is employed to transform back to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-31">Eq. (31)</xref> to the time domain as</p>
<p><disp-formula id="eqn-35">
<label>(35)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-35.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-35"><![CDATA[$$\begin{equation}
u \left(y,t\right)=u_{C} \left(y,t\right)+u_{1} \left(y,t\right)* \left\{u_{2 \left(Ramp\right)}
 \left(y,t\right)-H \left(t-1\right)u_{2 \left(Ramp\right)} \left(y,t-1\right)\right\}-u_{1}
 \left(y,t\right)*\theta _{Ramp} \left(y,t\right),
 \label{eqn-35}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-36">
<label>(36)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-36.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-36"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{c} \left(y,q\right)=e^{-y\sqrt{a_{1}}}-\int_{0}^{\infty }\int_{0}^{t}\cos \left\{\omega \left(t-\tau \right)\right\}\frac{1}{u}\frac{y\sqrt{a_{4}}}{2\sqrt{\pi \tau }}e^{\frac{y^{2}}{4u}-{b_{1}}\tau -{a_{1}}u}I_{1} \left(2\sqrt{a_{4}u\tau }\right)d\tau du ,
 \label{eqn-36}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mo> cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-37">
<label>(37)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-37.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-37"><![CDATA[$$\begin{equation}
u_{1} \left(y,t\right)= \left(a_{4}e^{\frac{a_{2}}{a_{3}}t}+\frac{1}{a_{3}}\delta \left(t\right)\right),
 \label{eqn-37}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<disp-formula id="eqn-38">
<label>(38)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-38.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-38"><![CDATA[$$\begin{equation}
u_{2 \left(Ramp\right)} \left(y,t\right)=e^{-y\sqrt{a_{1}}}-\int_{0}^{\infty }\int_{0}^{t} \left(t-\tau \right)\frac{1}{u}\frac{y\sqrt{a_{4}}}{2\sqrt{\pi \tau }}e^{\frac{y^{2}}{4u}-{b_{1}}\tau -{a_{1}}u}I_{1} \left(2\sqrt{a_{4}u\tau }\right)d\tau du ,
\label{eqn-38}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula>
<p>and
<disp-formula id="eqn-44"><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-44.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-44"><![CDATA[$$\begin{eqnarray*}
a_{4}=a_{2}-a_{1}b_{1} a_{5}=Gr_{0} \left(\frac{a_{2}+a_{3}b_{1}}{a_{3}^{2}}\right).
\end{eqnarray*}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></disp-formula>
</p>
<p>The symbol * presents the convolutions product. <inline-formula id="ieqn-40"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-40.png"/><tex-math id="tex-ieqn-40"><![CDATA[$\theta \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is already defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">Eq. (21)</xref>. It is important to mention here that <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-35">Eq. (35)</xref> represents the ramped temperature solutions for the velocity field. Furthermore, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eq. (10)</xref> is again solved for isothermal temperature as</p>
<p><disp-formula id="eqn-39">
<label>(39)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-39.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-39"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{Iso} \left(y,q\right)=\frac{q}{q^{2}+\omega ^{2}}e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}}+ \left(\frac{Gr_{0} \left(q+b_{1}\right)}
{a_{3}q-a_{2}}\right) \left(\frac{1}{q}\right) \left(e^{-y\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}}
-e^{-y\sqrt{\frac{a_{0}b_{0}q}{q+b_{1}}}}\right),
 \label{eqn-39}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-39">Eq. (39)</xref> is written in a simplified and convenient form as</p>
<p><disp-formula id="eqn-40">
<label>(40)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-40.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-40"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{Iso} \left(y,q\right)=\overline{u}_{c} \left(y,q\right)+\overline{u}_{1}
 \left(y,q\right) \left\{\overline{u}_{3 \left(Iso\right)} \left(y,q\right)-e^{-q}
\overline{u}_{3 \left(Iso\right)} \left(y,q\right)\right\}-\overline{u}_{1} \left(y,q\right)
\overline{\theta }_{Iso} \left(y,q\right).
 \label{eqn-40}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The terms <inline-formula id="ieqn-41"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-41.png"/><tex-math id="tex-ieqn-41"><![CDATA[$\overline{u}_{c} \left(y, q\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-42"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-42.png"/><tex-math id="tex-ieqn-42"><![CDATA[$\overline{u}_{1} \left(y, q\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-43"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-43.png"/><tex-math id="tex-ieqn-43"><![CDATA[$\overline{\theta }_{Iso} \left(y, q\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> are already defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-32">Eqs. (32)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">(24)</xref>, respectively. The newly introduced term <inline-formula id="ieqn-44"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-44.png"/><tex-math id="tex-ieqn-44"><![CDATA[$\overline{u}_{3 \left(Iso\right)} \left(y, q\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> is defined by</p>
<p><disp-formula id="eqn-41">
<label>(41)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-41.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-41"><![CDATA[$$\begin{equation}
\overline{u}_{3 \left(Iso\right)} \left(y,q\right)=\frac{1}{q}e^{-y
\sqrt{\frac{a_{1}q+a_{2}}{q+b_{1}}}}.
 \label{eqn-41}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>The solution for isothermal temperature is obtained by taking the inverse Laplace transform of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-40">Eq. (40)</xref> which yield to</p>
<p><disp-formula id="eqn-42">
<label>(42)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-42.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-42"><![CDATA[$$\begin{equation}
u_{Iso} \left(y,t\right)=u_{C} \left(y,t\right)+u_{1} \left(y,t\right)* \left\{u_{3
 \left(Iso\right)} \left(y,t\right)-H \left(t-1\right)u_{3 \left(Iso\right)} \left(y,t-1\right)
\right\}-u_{1} \left(y,t\right)*\theta _{Iso} \left(y,t\right),
 \label{eqn-42}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>*</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>where</p>
<p><disp-formula id="eqn-43">
<label>(43)</label><alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-43.png"/>
<tex-math id="tex-eqn-43"><![CDATA[$$\begin{equation}
 u_{3 \left(Iso\right)} \left(y,t\right)=e^{-y\sqrt{a_{1}}}-\int_{0}^{\infty }\int_{0}^{t}\frac{1}{u}\frac{y\sqrt{a_{4}}}{2\sqrt{\pi \tau }}e^{\frac{y^{2}}{4u}-{b_{1}}\tau -{a_{1}}u}I_{1} \left(2\sqrt{a_{4}u\tau }\right)d\tau du,
 \label{eqn-43}
\end{equation}$$]]></tex-math>
<mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B; </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></alternatives></disp-formula></p>
<p>and the terms <inline-formula id="ieqn-45"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-45.png"/><tex-math id="tex-ieqn-45"><![CDATA[$ u_{c} \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-46"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-46.png"/><tex-math id="tex-ieqn-46"><![CDATA[$ u_{1} \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-47"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-47.png"/><tex-math id="tex-ieqn-47"><![CDATA[$ \theta _{Iso} \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> are previously defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">Eqs. (36)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">(37)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-26">(26)</xref>, respectively. This complete the solutions of the proposed problem.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Results and Discussion</title>
<p>The solutions for velocity and temperature fields are computed for various flow parameters such as fractional parameter <inline-formula id="ieqn-48"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-48.png"/><tex-math id="tex-ieqn-48"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, volume fractional of CNTs <inline-formula id="ieqn-49"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-49.png"/><tex-math id="tex-ieqn-49"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, Brinkman type fluid parameter <inline-formula id="ieqn-50"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-50.png"/><tex-math id="tex-ieqn-50"><![CDATA[$\beta$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>, magnetic parameter <italic>M</italic>, and thermal Grashof number <italic>Gr</italic>. To explore the physical aspects of the problem, the temperature and velocity fields are graphically demonstrated in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Figs. 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-9">9</xref>. It is important to mention here that <italic>t</italic> = 0.5 and <italic>t</italic> = 1.5 are chosen for ramped and isothermal temperature and velocity, respectively.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>Consequence of <inline-formula id="ieqn-59"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-59.png"/><tex-math id="tex-ieqn-59"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-60"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-60.png"/><tex-math id="tex-ieqn-60"><![CDATA[$\theta \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-61"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-61.png"/><tex-math id="tex-ieqn-61"><![CDATA[$\phi =0.04$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-1.png"/>
</fig>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>Consequence of <inline-formula id="ieqn-62"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-62.png"/><tex-math id="tex-ieqn-62"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-63"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-63.png"/><tex-math id="tex-ieqn-63"><![CDATA[$u \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-64"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-64.png"/><tex-math id="tex-ieqn-64"><![CDATA[$\phi =0.04$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-65"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-65.png"/><tex-math id="tex-ieqn-65"><![CDATA[$\beta =0.5$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>M</italic> = 0.5, <italic>Gr</italic> = 10 and <inline-formula id="ieqn-66"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-66.png"/><tex-math id="tex-ieqn-66"><![CDATA[$\omega t=0.15$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-2.png"/>
</fig>
<fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>Consequence of <inline-formula id="ieqn-75"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-75.png"/><tex-math id="tex-ieqn-75"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-76"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-76.png"/><tex-math id="tex-ieqn-76"><![CDATA[$\theta \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-77"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-77.png"/><tex-math id="tex-ieqn-77"><![CDATA[$\alpha =0.5$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-3.png"/>
</fig>
<fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>Consequence of <inline-formula id="ieqn-78"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-78.png"/><tex-math id="tex-ieqn-78"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-79"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-79.png"/><tex-math id="tex-ieqn-79"><![CDATA[$u \left(y, t\right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-80"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-80.png"/><tex-math id="tex-ieqn-80"><![CDATA[$\alpha =0.5$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-81"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-81.png"/><tex-math id="tex-ieqn-81"><![CDATA[$\beta =0.5$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>M</italic> = 0.5, <italic>Gr</italic> = 10 and <inline-formula id="ieqn-82"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-82.png"/><tex-math id="tex-ieqn-82"><![CDATA[$\omega t=0.15$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-4.png"/>
</fig>
<fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>Comparison of <inline-formula id="ieqn-83"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-83.png"/><tex-math id="tex-ieqn-83"><![CDATA[$ \theta \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs and SWCNTs when <inline-formula id="ieqn-84"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-84.png"/><tex-math id="tex-ieqn-84"><![CDATA[$ \alpha =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-85"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-85.png"/><tex-math id="tex-ieqn-85"><![CDATA[$ \phi =0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-5.png"/>
</fig>
<fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>Comparison of <inline-formula id="ieqn-86"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-86.png"/><tex-math id="tex-ieqn-86"><![CDATA[$ u \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs and SWCNTs when <inline-formula id="ieqn-87"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-87.png"/><tex-math id="tex-ieqn-87"><![CDATA[$ \alpha =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-88"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-88.png"/><tex-math id="tex-ieqn-88"><![CDATA[$ \beta =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-89"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-89.png"/><tex-math id="tex-ieqn-89"><![CDATA[$ \phi =0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>M</italic> = 0.5, <italic>Gr</italic> = 10 and <inline-formula id="ieqn-90"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-90.png"/><tex-math id="tex-ieqn-90"><![CDATA[$ \omega t=0.15 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-6.png"/>
</fig>
<fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>Consequence of <inline-formula id="ieqn-95"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-95.png"/><tex-math id="tex-ieqn-95"><![CDATA[$ \beta $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on <inline-formula id="ieqn-96"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-96.png"/><tex-math id="tex-ieqn-96"><![CDATA[$ u \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-97"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-97.png"/><tex-math id="tex-ieqn-97"><![CDATA[$ \alpha =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-98"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-98.png"/><tex-math id="tex-ieqn-98"><![CDATA[$ \phi =0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>M</italic> = 0.5, <italic>Gr</italic> = 10 and <inline-formula id="ieqn-99"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-99.png"/><tex-math id="tex-ieqn-99"><![CDATA[$ \omega t=0.15 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-7.png"/>
</fig>
<fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>Consequence of <italic>M</italic> on <inline-formula id="ieqn-100"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-100.png"/><tex-math id="tex-ieqn-100"><![CDATA[$ u \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-101"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-101.png"/><tex-math id="tex-ieqn-101"><![CDATA[$ \alpha =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-102"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-102.png"/><tex-math id="tex-ieqn-102"><![CDATA[$ \beta =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-103"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-103.png"/><tex-math id="tex-ieqn-103"><![CDATA[$ \phi =0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>Gr</italic> = 10 and <inline-formula id="ieqn-104"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-104.png"/><tex-math id="tex-ieqn-104"><![CDATA[$ \omega t=0.15 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-8.png"/>
</fig>
<fig id="fig-9">
<label>Figure 9</label>
<caption>
<title>Consequence of <italic>Gr</italic> on <inline-formula id="ieqn-105"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-105.png"/><tex-math id="tex-ieqn-105"><![CDATA[$ u \left(y, t\right) $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></alternatives></inline-formula> when <inline-formula id="ieqn-106"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-106.png"/><tex-math id="tex-ieqn-106"><![CDATA[$ \alpha =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-107"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-107.png"/><tex-math id="tex-ieqn-107"><![CDATA[$ \beta =0.5 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-108"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-108.png"/><tex-math id="tex-ieqn-108"><![CDATA[$ \phi =0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>, <italic>M</italic> = 0.5 and <inline-formula id="ieqn-109"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-109.png"/><tex-math id="tex-ieqn-109"><![CDATA[$ \omega t=0.15 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula> for MWCNTs case 
</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-9.png"/>
</fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> depicts the effect of <inline-formula id="ieqn-51"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-51.png"/><tex-math id="tex-ieqn-51"><![CDATA[$\alpha$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on temperature field for both ramped and isothermal wall temperature. It is noticed that the temperature field decreased with increasing values of <inline-formula id="ieqn-52"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-52.png"/><tex-math id="tex-ieqn-52"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> in case of ramped temperature. However, in the isothermal case, the temperature field near the plate increased with increasing <inline-formula id="ieqn-53"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-53.png"/><tex-math id="tex-ieqn-53"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>. This trend reverses away from the plate. The trend of temperature field can be physically justified, as an increase in <inline-formula id="ieqn-54"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-54.png"/><tex-math id="tex-ieqn-54"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> causes a decrease in the thermal boundary layer, as a result, the temperature field increased. <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref> presents the influence of <inline-formula id="ieqn-55"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-55.png"/><tex-math id="tex-ieqn-55"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on velocity profile. This figure indicates that the velocity retarded when <inline-formula id="ieqn-56"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-56.png"/><tex-math id="tex-ieqn-56"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> is increased. This is because the velocity boundary layer decreases with an increase in <inline-formula id="ieqn-57"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-57.png"/><tex-math id="tex-ieqn-57"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula>. The trend of <inline-formula id="ieqn-58"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-58.png"/><tex-math id="tex-ieqn-58"><![CDATA[$ \alpha $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on velocity and temperature field is similar to that of Ahmed et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>] in the case of Caputo fractional derivative.</p>
<p>The effect of <inline-formula id="ieqn-67"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-67.png"/><tex-math id="tex-ieqn-67"><![CDATA[$\phi$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on the temperature field is illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref>. It is noticed that the temperature field enhanced with enhancement in <inline-formula id="ieqn-68"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-68.png"/><tex-math id="tex-ieqn-68"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> for <inline-formula id="ieqn-69"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-69.png"/><tex-math id="tex-ieqn-69"><![CDATA[$ \phi =0.0, 0.02, 0.03, 0.04 $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>02</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>03</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>04</mml:mn></mml:math></alternatives></inline-formula>. This is because of the effective thermal conductivity of CNTs. When <inline-formula id="ieqn-70"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-70.png"/><tex-math id="tex-ieqn-70"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> increased, it caused an increment in thermal conductivity, as a result, the temperature filed increased. The impact of <inline-formula id="ieqn-71"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-71.png"/><tex-math id="tex-ieqn-71"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on the velocity field is highlighted in <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>. The velocity field decreased with an increase in <inline-formula id="ieqn-72"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-72.png"/><tex-math id="tex-ieqn-72"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> due to the effective density of CNTs. Increment in <inline-formula id="ieqn-73"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-73.png"/><tex-math id="tex-ieqn-73"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> results in an increase in the density of nanofluid, which retarded the velocity field. The effects of <inline-formula id="ieqn-74"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-74.png"/><tex-math id="tex-ieqn-74"><![CDATA[$ \phi $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on temperature and velocity field can be validated with [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>] (<xref ref-type="fig" rid="fig-2">Figs. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-6">6</xref>).</p>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> the temperature field is compared for SWCNTs and MWCNTs. It is found that the temperature field of SWCNTs is higher than MWCNTs. This is due to the difference in the thermal conductivities of SWCNTs and MWCNTs. The thermal conductivity of SWCNTs (6600 k (W/mK)) is higher than the thermal conductivity of MWCNTs (3000 k (W/mK)) which correspond to the higher temperature field of SWCNTs than MWSNTs. It is noticed in <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref> that the velocity of MWCNTs is higher than the velocity of SWCNTs. This is because the density and thermal conductivity of SWCNTs is greater than MWCNTs, which absorb more heat energy and are at the same time denser. Thereby, the velocity field of MWCNTs is higher than SWCNTs. The same behavior of velocity and temperature field were presented by Aman et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] (<xref ref-type="fig" rid="fig-2">Figs. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref>).</p>
<p>The consequence of <inline-formula id="ieqn-91"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-91.png"/><tex-math id="tex-ieqn-91"><![CDATA[$ \beta $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> on the velocity field is portrayed in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref>. The <inline-formula id="ieqn-92"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-92.png"/><tex-math id="tex-ieqn-92"><![CDATA[$ \beta $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> is directly related to the drag force of the porous medium. Higher the <inline-formula id="ieqn-93"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-93.png"/><tex-math id="tex-ieqn-93"><![CDATA[$ \beta $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> corresponds to strengthen the drag forces which reduced the velocity field. The trend of <inline-formula id="ieqn-94"><alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-94.png"/><tex-math id="tex-ieqn-94"><![CDATA[$ \beta $]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math></alternatives></inline-formula> is similar to that of [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>].</p>
<p>The influence of <italic>M</italic> on the velocity field is studied in <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Fig. 8</xref>. Increasing <italic>M</italic> strengthens the Lorentz forces which resist the velocity. Therefore, the nanofluid velocity decreases with increasing values of <italic>M</italic>. Finally, the result of <italic>Gr</italic> is illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9</xref>. The <italic>Gr</italic> represent the ratio of buoyancy forces to the viscous forces. The greater the values of <italic>Gr</italic>, the stronger will be the buoyancy forces that cause an increase in the velocity field.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Conclusion</title>
<p>In this article, the Caputo time-fractional Brinkman type nanofluid model is constructed to investigate the convection heat transfer in a water-CNTs nanofluid. The time-fractional model have been solved for exact solutions using the Laplace transform method. The exact expressions for velocity and temperature field have been computed and displayed in numerous graphs with the physical explanation. The velocity and temperature fields are decreasing with increasing fractional parameters due to the reduction in the thickness of velocity and temperature boundary layers. The temperature field increased with an increase in volume concentration of CNTs whereas the velocity field performed oppositely due to thermal conductivity and density factors of CNTs. It is noticed that the temperature field of SWCNTs is higher than MWCNTs because of the thermal conductivity factor. However, the velocity field of MWCNTs is higher than SWCNTs. The velocity field decreased with an increase in Brinkman type fluid parameter due to drag forces. The magnetic parameter decreased the velocity because of Lorentz forces. Thermal Grashof number is the ratio of buoyancy force to the viscous force which increases the velocity field.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><p>Researchers Supporting Project No. (RSP-2019/33), King Saud University, Riyadh, Saudi Arabia.</p></ack>
<fn-group><fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> The authors appreciate the obtained fund from King Saud University through Deanship of Scientific Research, Research Group Program. The authors would also like to acknowledge Ministry of Education (MOE) and Research Management Centre-UTM, Universiti Teknologi Malaysia (UTM) for the financial support through vote Nos. 5F004, 07G70, 07G72, 07G76, 07G77and 08G33 for this research.</p></fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></fn></fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S. U.</given-names> <surname>Choi</surname></string-name> and <string-name><given-names>J. A.</given-names> <surname>Eastman</surname></string-name></person-group>, <source>Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles</source>. <publisher-loc>IL, USA</publisher-loc>: <publisher-name>Argonne National Lab</publisher-name>, <year>1995</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>T. B.</given-names> <surname>Gorji</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. A.</given-names> <surname>Ranjbar</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A review on optical properties and application of nanofluids indirect absorption solar collectors (DASCs)</article-title>,&#x201D; <source>Renewable and Sustainable Energy Reviews</source>, vol. <volume>72</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>10</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M. U.</given-names> <surname>Sajid</surname></string-name> and <string-name><given-names>H. M.</given-names> <surname>Ali</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Recent advances in the application of nanofluids in heat transfer devices: A critical review</article-title>,&#x201D; <source>Renewable and Sustainable Energy Reviews</source>, vol. <volume>103</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>556</fpage>&#x2013;<lpage>592</lpage>, <year>2019</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>J. A. R.</given-names> <surname>Babu</surname></string-name>, <string-name><given-names>K. K. K.</given-names></string-name> and <string-name><given-names>S. S.</given-names> <surname>Rao</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>State-of-art review on hybrid nanofluids</article-title>,&#x201D; <source>Renewable and Sustainable Energy Reviews</source>, vol. <volume>77</volume>, no. <issue>9</issue>, pp. <fpage>551</fpage>&#x2013;<lpage>565</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Baghban</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Kahani</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. A.</given-names> <surname>Nazari</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. H.</given-names> <surname>Ahmadi</surname></string-name> and <string-name><given-names>W. M.</given-names> <surname>Yan</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Sensitivity analysis and application of machine learning methods to predict the heat transfer performance of CNT/water nanofluid flows through coils</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Heat and Mass Transfer</source>, vol. <volume>128</volume>, no. <issue>1</issue>, pp. <fpage>825</fpage>&#x2013;<lpage>835</lpage>, <year>2019</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khalid</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name> and <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Tlili</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Case study of MHD blood flow in a porous medium with CNTS and thermal analysis</article-title>,&#x201D; <source>Case Studies in Thermal Engineering</source>, vol. <volume>12</volume>, no. <issue>9</issue>, pp. <fpage>374</fpage>&#x2013;<lpage>380</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khalid</surname></string-name>, <string-name><given-names>L. Y.</given-names> <surname>Jiann</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Exact solutions for unsteady free convection flow of carbon nanotubes over an oscillating vertical plate</article-title>,&#x201D; in <conf-name>AIP Conf. Proc.</conf-name>, <publisher-loc>Putrajaya, Malaysia</publisher-loc>, <publisher-name>AIP Publishing LLC</publisher-name>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Aman</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>Z.</given-names> <surname>Ismail</surname></string-name>, <string-name><given-names>M. Z.</given-names> <surname>Salleh</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. S.</given-names> <surname>Alshomrani</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group><italic>,</italic> &#x201C;<article-title>Magnetic field effect on Poiseuille flow and heat transfer of carbon nanotubes along a vertical channel filled with Casson fluid</article-title>,&#x201D; <source>AIP Advances</source>, vol. <volume>7</volume>, no. <issue>1</issue>, <fpage>15036</fpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name> and <string-name><given-names>A. M.</given-names> <surname>Alqahtani</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Channel flow of fractionalized H<sub>2</sub>O-based CNTs nanofluids with Newtonian heating</article-title>,&#x201D; <source>Discrete &#x0026; Continuous Dynamical Systems-S</source>, vol. <volume>13</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>769</fpage>&#x2013;<lpage>779</lpage>, <year>2020</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y. M.</given-names> <surname>Chu</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Qushairi</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group><italic>,</italic> &#x201C;<article-title>Multiple fractional solutions for magnetic bio-nanofluid using Oldroyd-B model in a porous medium with ramped wall heating and variable velocity</article-title>,&#x201D; <source>Applied Sciences</source>, vol. <volume>10</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>3886</fpage>, <year>2020</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>A. R. M.</given-names> <surname>Kasim</surname></string-name>, <string-name><given-names>N. F.</given-names> <surname>Mohammad</surname></string-name>, <string-name><given-names>D. L. C.</given-names> <surname>Ching</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Application of fractional derivative without singular and local kernel to enhanced heat transfer in CNTs nanofluid over an inclined plate</article-title>,&#x201D; <source>Symmetry</source>, vol. <volume>12</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>22</lpage>, <year>2020</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>Y. M.</given-names> <surname>Chu</surname></string-name> and <string-name><given-names>K. S.</given-names> <surname>Nisar</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Symmetric MHD channel flow of non-local fractional model of BTF containing hybrid nanoparticles</article-title>,&#x201D; <source>Symmetry</source>, vol. <volume>12</volume>, no. <issue>4</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>, <year>2020</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Natural convection channel flow of CMC-based CNTs nanofluid</article-title>,&#x201D; <source>The European Physical Journal Plus</source>, vol. <volume>133</volume>, no. <issue>12</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Application of Atangana&#x2013;Baleanu fractional derivative to MHD channel flow of CMC&#x2013;based&#x2013;CNT&#x2019;s nanofluid through a porous medium</article-title>,&#x201D; <source>Chaos Solitons &#x0026; Fractals</source>, vol. <volume>116</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>79</fpage>&#x2013;<lpage>85</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Ali</surname></string-name> and <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Effects of wall shear stress on unsteady MHD conjugate flow in a porous medium with ramped wall temperature</article-title>,&#x201D; <source>PLoS One</source>, vol. <volume>9</volume>, no. <issue>3</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>, <year>2014</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name>, <string-name><given-names>L.</given-names> <surname>Zheng</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Liu</surname></string-name> and <string-name><given-names>X.</given-names> <surname>Zhang</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Heat conduction with fractional Cattaneo&#x2013;Christov upper-convective derivative flux model</article-title>,&#x201D; <source>International Journal of Thermal Sciences</source>, vol. <volume>112</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>421</fpage>&#x2013;<lpage>426</lpage>, <year>2017</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>N. A.</given-names> <surname>Shah</surname></string-name>, <string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Vieru</surname></string-name> and <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Fetecau</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Effects of the fractional order and magnetic field on the blood flow in cylindrical domains</article-title>,&#x201D; <source>Journal of Magnetism and Magnetic Materials</source>, vol. <volume>409</volume>, no. <issue>7</issue>, pp. <fpage>10</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>, <year>2016</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Qushairi</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Recent advancement in thermophysical properties of nanofluids and hybrid nanofluids: An overview</article-title>,&#x201D; <source>City University International Journal of Computational Analysis</source>, vol. <volume>3</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>16</fpage>&#x2013;<lpage>25</lpage>, <year>2019</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Caputo</surname></string-name> and <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Fabrizio</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>A new definition of fractional derivative without singular kernel</article-title>,&#x201D; <source>Progress in Fractional Differentiation Applications</source>, vol. <volume>1</volume>, no. <issue>2</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>13</lpage>, <year>2015</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>N.</given-names> <surname>Ahmed</surname></string-name>, <string-name><given-names>D.</given-names> <surname>Vieru</surname></string-name>, <string-name><given-names>C.</given-names> <surname>Fetecau</surname></string-name> and <string-name><given-names>N. A.</given-names> <surname>Shah</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Convective flows of generalized time-nonlocal nanofluids through a vertical rectangular channel</article-title>,&#x201D; <source>Physics of Fluids</source>, vol. <volume>30</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>18</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Gul</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>S.</given-names> <surname>Shafie</surname></string-name>, <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khalid</surname></string-name> and <string-name><given-names>A.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name></person-group>, &#x201C;<article-title>Heat transfer in MHD mixed convection flow of a ferrofluid along a vertical channel</article-title>,&#x201D; <source>PLoS One</source>, vol. <volume>10</volume>, no. <issue>11</issue>, pp. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>, <year>2015</year>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><given-names>S. A. A.</given-names> <surname>Jan</surname></string-name>, <string-name><given-names>F.</given-names> <surname>Ali</surname></string-name>, <string-name><given-names>N. A.</given-names> <surname>Sheikh</surname></string-name>, <string-name><given-names>I.</given-names> <surname>Khan</surname></string-name>, <string-name><given-names>M.</given-names> <surname>Saqib</surname></string-name> <etal>et al.</etal></person-group><italic>,</italic> &#x201C;<article-title>Engine oil based generalized Brinkman-type nano-liquid with molybdenum disulphide nanoparticles of spherical shape: Atangana-Baleanu fractional model</article-title>,&#x201D; <source>Numerical Methods for Partial Differential Equations</source>, vol. <volume>34</volume>, no. <issue>5</issue>, pp. <fpage>1472</fpage>&#x2013;<lpage>1488</lpage>, <year>2018</year>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>