<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1210827</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2023.1210827</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Numerical approximations for fluid flow and heat transfer in the boundary layer with radiation through multiple Lie similarity transformations</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Bilal et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fphy.2023.1210827">10.3389/fphy.2023.1210827</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Bilal</surname>
<given-names>Muhammad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2309180/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Safdar</surname>
<given-names>Muhammad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Ahmed</surname>
<given-names>Shoaib</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2157969/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Kallu</surname>
<given-names>Karam Dad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1235065/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>Muhammad Umair</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1275589/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zafar</surname>
<given-names>Amad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/570476/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>Kwang Su</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff5">
<sup>5</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Hyuk Byun</surname>
<given-names>Jong</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff6">
<sup>6</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff7">
<sup>7</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2301861/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Mechanical Engineering</institution>, <institution>School of Mechanical and Manufacturing Engineering (SMME)</institution>, <institution>National University of Sciences and Technology (NUST)</institution>, <addr-line>Islamabad</addr-line>, <country>Pakistan</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Department of Mathematics and Statistics</institution>, <institution>Riphah International University</institution>, <addr-line>Islamabad</addr-line>, <country>Pakistan</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Intelligent Mechatronics Engineering</institution>, <institution>Sejong University</institution>, <addr-line>Seoul</addr-line>, <country>Republic of Korea</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Department of Scientific Computing</institution>, <institution>Pukyong National University</institution>, <addr-line>Busan</addr-line>, <country>Republic of Korea</country>
</aff>
<aff id="aff5">
<sup>5</sup>
<institution>Interdisciplinary Biology Laboratory (iBLab)</institution>, <institution>Division of Biological Science</institution>, <institution>Graduate School of Science</institution>, <institution>Nagoya University</institution>, <addr-line>Nagoya</addr-line>, <country>Japan</country>
</aff>
<aff id="aff6">
<sup>6</sup>
<institution>Department of Mathematics and Institute of Mathematical Science</institution>, <institution>Pusan National University</institution>, <addr-line>Busan</addr-line>, <country>Republic of Korea</country>
</aff>
<aff id="aff7">
<sup>7</sup>
<institution>Finance Fishery Manufacture Industrial Mathematics Center on BigData</institution>, <institution>Pusan National University</institution>, <addr-line>Busan</addr-line>, <country>Republic of Korea</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1938735/overview">Francisco Vega Reyes</ext-link>, University of Extremadura, Spain</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/930933/overview">Mahmoud Abdelrahman</ext-link>, Mansoura University, Egypt</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1879975/overview">K. Ganesh Kumar</ext-link>, S.J.M. Institute of Technology, India</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Muhammad Umair Ali, <email>umair@sejong.ac.kr</email>; Kwang Su Kim, <email>kwangsukim@pknu.ac.kr</email>; Jong Hyuk Byun, <email>maticax@pusan.ac.kr</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>24</day>
<month>07</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1210827</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>23</day>
<month>04</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>05</day>
<month>07</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 Bilal, Safdar, Ahmed, Kallu, Ali, Zafar, Kim and Hyuk Byun.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Bilal, Safdar, Ahmed, Kallu, Ali, Zafar, Kim and Hyuk Byun</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>The dependent or independent variables of differential equations may be reduced by applying its associated Lie point symmetries. Seven-dimensional Lie point symmetry algebra exists for differential equations representing heat transfer in a boundary layer flow in the presence of radiation. The linear combinations of these seven Lie symmetries are used first to deduce the invariants and then derive the Lie similarity transformations for the original set of partial differential equations (PDEs). This procedure is repeated for the set of transformed equations to further reduce the system of PDEs into the system of ordinary differential equations (ODEs). Multiple exact similarity transformations are obtained using this procedure. All these transformations map the system of three PDEs with three independent variables of flow and heat transfer under the specified set of conditions into two-dimensional systems of equations with only one independent variable, the system of ODEs. Approximate solutions for these reduced systems are established using the finite difference method to illustrate the effects of unsteadiness, Prandtl number, and radiation on the boundary layer thickness, flow, and heat transfer. This type of study was conducted under the effect of these parameters previously with a different set of similarity transformations. However, the Lie similarity transformations deduced in this work, which have not been employed, lead to different types of reduced systems of ODEs, thereby providing different velocities and temperature profiles and providing valid solutions for previously unexplored regions for unsteadiness in the fluid flow and heat transfer. Some of these transformations and their resulting systems provide results that contradict the flow and heat transfer in real fluids.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>boundary layer</kwd>
<kwd>radiation</kwd>
<kwd>Lie transformations</kwd>
<kwd>Lie similarity transformation</kwd>
<kwd>numerical solutions</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Fluid Dynamics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Heat transfer in thin films has garnered significant attention in various manufacturing processes. For example, the process of cooling thin films during the extrusion of polymer sheets, metal sheets, wire coatings, painting, polishing, and many other processes involves heat transfer in thin liquid films. Moreover, some industrial processes, such as surface paint and heat treatments on ceramics, involve radiation treatment to control the temperature of the fluid and boundary layer thickness without affecting the temperature of the surface. In many of these applications, the final product requires a smooth surface finish, which is attained by controlling the rate of heat transfer in these films. With advancements in manufacturing techniques and processes, more accurate methods are required to predict the physics of heat transfer in these types of fluid flows. In some industries, radiation treatments are performed to control the temperature, unsteadiness, and rate of heat transfer in the fluid by altering the surface temperature, such as surface paints on metal sheets in the automobile industry, surface polishing on ceramic products, and thin-walled solar water heaters. These applications require applying thermal radiation effects in energy equations while modeling fundamental boundary layer flows.</p>
<p>Crane [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>] investigated the fluid flow driven on a semi-infinite linearly stretching surface, which Wang [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] extended to include the unsteady effects of hydrodynamics in thin-film stretching sheets. Andersson et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>] modeled the non-Newtonian fluid flow in a thin film on an unsteady stretching sheet using a power law. Andersson et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>] studied this phenomenon further by incorporating heat transfer. Moreover, on an unsteady stretching surface, Chen [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] studied non-Newtonian fluid flow; Dandapat et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] included thermocapillary effects; Chen [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>] illustrated viscous dissipation effects on heat transfer in a thin-film flow of a non-Newtonian fluid; Wang [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] obtained analytical solutions for the problem considered in [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>] using the homotopy analysis method (HAM); and Dandapat et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] explored the heat transfer in thin films with variable thermal conductivity, viscosity, and thermocapillarity. Several other authors [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] developed numerical and analytical solutions to similar problems with additional physical conditions and constraints. Liu and Megahed [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] illustrated the effects of thermal radiation, variable thermal conductivity, and viscosity on heat transfer and fluid flow in a thin film on an unsteady stretching sheet. Furthermore, Kumar [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] scrutinized the 3D flow and non-linear radiative heat transfer of non-Newtonian nanoparticles over an exponentially stretching sheet. Kumar [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>] analyzed the flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid over a stretching sheet by considering the slip factor. Reddy et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>] demonstrated the transverse magnetic flow over a Reiner&#x2013;Philippoff nanofluid by considering solar radiation. Kumar [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>] studied the ferromagnetic hybrid nanofluid effects on heat transfer under solar radiation. Azam et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>] examined the transient bioconvection and activation energy impacts on Casson nanofluid with gyrotactic microorganisms and non-linear radiation. Puneeth et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>] considered a 3D flow of a nanofluid with non-linear thermal radiation and multi-slip conditions. Sudharani et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] analyzed the influence of slip flow and linear radiation on a hybrid and tri-hybrid nanofluid. Naik et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>] investigated heat transfer under the influence of magnetic dipole. In all these studies, the similarity transformations remained the same. In such boundary layer problems, the flow originates from the origin, and the stretching of the elastic sheet causes it to flow in a plane parallel to its motion. Restriction of the stretching sheet velocity and temperature, namely, when <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> depend on the <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> distance from the origin and time, enables the mapping of systems of boundary layer partial differential equations (PDEs) into systems of ordinary differential equations (ODEs) [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. The systems of equations thus obtained are non-linear and coupled; therefore, analytic and approximate solution schemes are employed to construct the velocity and temperature profiles.</p>
<p>In this study, we used the Lie symmetry method [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>] to derive similarity transformations. Safdar et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] proposed Lie similarity transformations for an unsteady flow in a thin film over a stretching sheet and constructed analytic solutions using Lie point symmetries. In their work, instead of using <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to obtain the fluid velocity, the invariance of the obtained Lie symmetry algebra was used to derive a general form for <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> along with the stretching sheet temperature <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and film thickness <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Bilal et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>] recently proposed a method to obtain the Lie similarity transformations for heat transfer in boundary layer flow with additional parameters. For a system of differential equations (DEs), the Lie point symmetry offers reduction based on functions that remain invariant under the action of these generators. For a PDE system, these invariants reduce the number of dependent and independent terms. Such consecutive reductions in the independent variables of the flow PDEs resulted in a system of ODEs. In this study, we found seven Lie point symmetry generators for a system of PDEs describing the boundary layer flow and heat transfer in a thin film on an unsteady stretching surface in the presence of radiation, with three dependent and three independent terms. In the next step, we reduced one independent variable of the system by applying invariants associated with the linear combinations of the obtained symmetries. Consequently, we let the reduction procedure dictate the form of the velocity components using specific boundary conditions. Another reduction was achieved through the invariants of the symmetries of the once-reduced system. This double reduction revealed a system of ODEs corresponding to the flow and heat transfer PDEs. Similarity transformations were attained using the invariants derived in both cases. This directly mapped the flow and heat transfer equations to the same systems of ODEs obtained through separate reductions. We showed that five similarity transformations exist for flow and heat transfer equations. These transformations corresponded only to linear combinations of the Lie point symmetries for which both the velocity and temperature of the stretching sheet were retained as functions of space <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and time <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These new similarity transformations revealed more than one type of ODE system. Hence, the Lie symmetry procedure led to more than one class of system of equations for studying the flow and heat transfer. We used finite-difference approximations to draw the velocity and temperature profiles for the systems of the ODEs extracted from the flow model via similarity transformations.</p>
<p>Previous studies on flow and heat transfer have primarily focused on the solution method(s) or analysis with additional parameters by utilizing the pre-existing basic similarity transformations given by [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Single reductions of systems of differential equations representing steady flows are performed using such similarity transformations, whereas double reductions through these transformations are performed for unsteady fluid flows. In these transformations, the velocity of the elastic sheet is considered <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which later directly ensures the fluid velocity <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-velocity is a component in these transformations, such that <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This is problematic when a real-world problem is modeled using velocity and temperature as inputs, where the velocity of the flow exceeds that of the stretching sheet (most real-world flows).</p>
<p>Bilal et al. [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>] recently conducted a detailed heat transfer analysis of boundary layer flow in the presence of radiation using two different types of transformations. It was observed that the valid transformation obtained using Lie point symmetries yields results in the different regions compared with the existing transformations. The comparison showed that the previously existing transformation is valid only for steady and marginally accelerating fluid (unsteadiness). However, the Lie transformations provide a valid solution for any range of unsteadiness in the fluid. In addition, the previous transformations are valid for a specific time interval, which depends on a range of unsteadiness parameters. However, the Lie similarity transformations provide valid solutions at any given time. This motivates the author to derive all the Lie point similarity transformations associated with the system of PDEs representing the flow and heat transfer in the boundary layer in the presence of radiation.</p>
<p>The remainder of this study is organized as follows: Section 2 describes the mathematical formulation and Lie point symmetry transformations/generators of the flow. The numerical solutions are presented in Section 3. The results and discussion based on the velocity and temperature profiles are presented in Section 4, and conclusions are presented in Section 5.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Mathematical formulation and construction of similarity transformations</title>
<p>Consider a fully developed, viscous, nonvolatile, unsteady, incompressible, two-dimensional fluid flowing on a thin horizontal elastic surface and emerging from a hole (shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>) that emerges from the origin of the <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> coordinate system. The fluid viscosity was unaffected by temperature changes, and the buoyancy effects were negligible. The velocity and temperature changed with time <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinate, and the streamwise diffusion terms were neglected. The smoothness of the thin film surface was assumed to be free of any type of wave. Considering all these assumptions, we obtained the following boundary layer equations:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m16">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="normal">q</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>such that<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">u</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Fluid flow and heat transfer in the boundary layer.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g001.tif"/>
</fig>
<p>In the aforementioned equations, the <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>- and <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-velocities are in the <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>- and <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-directions, respectively. <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the temperature and time, respectively. <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the dynamic viscosity; <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the density of the fluid; <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the specific heat of fluid at constant pressure; <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the thermal conductivity; <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the heat flux under the radiation, and <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the boundary layer film thickness. The subscripts in (Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>) represent partial derivatives; for example, <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> derivative of the <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-velocity. The velocity of the stretching surface in <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-direction is denoted by <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Wang [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] provided the following form of the stretching velocity <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by restricting the motion to<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>According to [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], the surface temperature <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is expressed as<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>According to the Rosseland approximation [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>], <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>, <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are constants; the first two possess the dimensions of <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whereas the third is a constant of proportionality. Moreover, <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the ambient and reference temperatures, respectively. In Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">5</xref>, <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the mean absorption coefficient and Stefan&#x2013;Boltzmann constant, respectively. Raptis [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>] expressed the temperature as a linear function for small variations in it. By expanding <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> about <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with diminishing higher order terms of the Taylor series, we obtain<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2245;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The formulas of <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> surface velocity (Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref>) and <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> temperature (Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>) lead to the following similarity transformations:<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m53">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the stream function, similarity variable, and dimensionless temperature, respectively, whereas <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the unknown dimensionless film thickness. Substituting the similarity transformations Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> into Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref>, the transformed system can be written as<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m57">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2034;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Likewise, the boundary conditions (Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>) are transformed to<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m58">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The aforementioned approach serves as a reference procedure for converting a system of PDEs into a system of ODEs. The transformed system (8) is valid only when <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">(8)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">(9)</xref>, the prime (<inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) indicates a derivative with respect to the similarity variable <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; the dimensionless film thickness is denoted by <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Prandtl number; <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the radiation parameter; and <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the dimensionless unsteadiness parameter.</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Lie symmetries and symmetry transformations</title>
<p>Lie developed an algebraic approach for constructing Lie point symmetries associated with differential equations [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. These point transformations map the dependent and independent variables of a differential equation into new dependent and independent variables. These mappings leave the differential equations form-invariant such that their properties (e.g., linearity/non-linearity, order, and type) remain unaltered. Here, for the system of PDEs considered (1), we followed the procedure described by [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>] for such systems and their associated conditions (2). The Lie point symmetry associated with system (1) in the general form can be written as<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, for <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are known as infinitesimal coordinates that are functions <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. System (1) and related conditions (2) possess partial derivatives up to order two; hence, <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> first extension and <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> second extension of the generator (11) are required to establish the invariance of <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">(2)</xref> under (11). These extensions can be obtained from<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The coefficients in these extensions are obtained from<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The second extension coefficients are derived using<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m78">
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The subscript in <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a total derivative with respect to <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which expands as<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. To determine the infinitesimal coordinates <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of operator (11), its second-order extension <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is applied to the system of PDEs (1). For instance, its application to the continuity equation in <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> requires the following invariance criterion:<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>This criterion is evaluated using the continuity equation of system (1). The partial derivatives and coefficients of <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the resulting equation are zero. Solving these systems simultaneously yields the system of PDEs, which contains <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and their partial derivatives. By solving these systems of PDEs, we obtain<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m92">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are constants that yield the seven Lie point symmetry generators given in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Lie symmetries and transformations.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Symmetry generator</th>
<th align="left">Symmetry transformation</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msqrt>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>&#x3f5;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>MAPLE offers a built-in code, &#x201c;Infinitesimals,&#x201d; for computing Lie point symmetries in its package &#x201c;PDEtools.&#x201d; We use the same method to obtain the symmetry transformations for system (1), which form a Lie algebra. These symmetry generators <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and their linear combinations leave system (1) form-invariant.</p>
<p>To obtain similarity transformations using symmetry generators, condition (2) must remain form-invariant when operated by generators. Both velocity and temperature are functions of the time <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinate. However, when we use a single symmetry <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, (considering one at a time), both the velocity <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and temperature <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">(2)</xref> become functions of only the time <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinate. However, both must remain functions of the time <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinate. Therefore, <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">(2)</xref> become the desired functions when linear combinations of <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are used considering two at a time. In the present study, five valid combinations in which both boundary conditions with <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> became functions of the time <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-coordinate, were obtained.</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Double reductions with similarity transformations</title>
<p>In this subsection, successive double reductions of DEs were used to construct similarity transformations using Lie point symmetry generators. We allowed the symmetry procedure to determine the form of the surface velocity using boundary condition (2). We demonstrate the process of reduction considering the symmetries <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. All conditions (2) are left form-invariant by the symmetry combination <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with a few exceptions, namely, <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which are put in place by the considered linear combination. After substituting these boundary conditions, the invariance criterion is as follows:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m130">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>]</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>]</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By substituting generators and expanding them at <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we obtain the following linear PDEs:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Solving the aforementioned linear PDEs, we obtain<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>To derive invariants, we apply <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, on <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">J</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which results in a PDE:<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>whose solution provides the invariants <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These are assigned as the new independent variables:<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>and new dependent variables:<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>System (1) in these new variables is transformed into<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m141">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>PR</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>whereas the boundary conditions (2) become<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For the second successive reduction, the following symmetry generators for Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">24</xref> are derived, which admits a three-dimensional Lie algebra:<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The combination of <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> transforms conditions (25) to<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The invariants obtained using <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Among the listed invariants, the following is considered a new independent variable:<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>whereas the new dependent variables are<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The second reduction is obtained by substituting the variables in <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">(24)</xref> and the associated conditions in <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">(25)</xref>. The transformed system can now be expressed as<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m150">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="italic">LN</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The prime here denotes a derivative with respect to <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For introducing <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the reduced systems obtained here, we combined (22), (23), (28), and (29) with<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>This yields<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m156">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Transformations (33) map the first equation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> into<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2034;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>and the second transformed equation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> under (33) is presented in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Lie similarity transformations.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Case</th>
<th align="left">Linear combination and similarity transformation</th>
<th align="left">System of non-linear ODEs</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td rowspan="2" align="left">1</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">2</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">6</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">7</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">3</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">5</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">4</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td rowspan="2" align="left">5</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">X</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td rowspan="2" align="left">
<inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>
</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:msqrt>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>All conditions (2) are transformed to<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By employing these symmetries or their linear combinations, which are again Lie point symmetries, we reduce system (1) twice, using the invariants of these symmetries and their linear combinations. These reductions are in the independent variables of the system, and such double reductions enable the construction of the Lie similarity transformation, as presented in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>. This table presents the second transformed equation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> obtained through the Lie similarity transformations mentioned previously. The first transformed equation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">(1)</xref> under all similarity transformations is (34), which is the same for all the systems in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Numerical solution</title>
<p>The difference equations for a non-linear coupled system of ODEs in <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">(8)</xref> are constructed using forward finite difference schemes. We now solve the resulting non-linear algebraic equations obtained along with <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">(9)</xref> using the Newton&#x2013;Raphson method. The boundary conditions at <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are also approximated using forward difference and backward difference finite schemes, respectively. The first-order accurate <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> finite-difference approximations for the first-, second-, and third-order derivatives are expressed as follows:</p>
<p>Forward difference:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m192">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Backward difference:<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m193">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The resulting non-linear algebraic equations are solved implicitly. If the dimensionless film thickness <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">(8)</xref> is known, five boundary conditions are required to obtain the solution. However, as <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is unknown, the system is made consistent using <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">(9)</xref>. The system is observed to be stable while obtaining the solutions of the non-linear algebraic equations.</p>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Convergence and grid independence</title>
<p>Newton&#x2019;s method was used because of its quadratic convergence rate; however, its convergence strongly depended on the initial guess. We performed iterations with an initial guess of <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each term until the error was less than <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For each variable, satisfactory convergence was achieved over approximately <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> iterations, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Convergence of the numerical solution.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g002.tif"/>
</fig>
<p>In addition, for all finite-difference-based approximation methods, the truncation error decreased with an increase in the number of nodes. The grid independence was assessed, and a comparison was made with the analytical solution, as shown in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 3</xref>. As the number of nodes exceeds <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,500</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> do not vary significantly. Thus, <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,500</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> nodes were sufficient to approximate the solution of system (8) subject to (9). However, to verify the convergence of the solution in the present study, we approximated all solutions using <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mn>2,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> nodes.</p>
<table-wrap id="T3" position="float">
<label>TABLE 3</label>
<caption>
<p>Variation of the film thickness and skin friction with the number of nodes for FDM at <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">Node</th>
<th align="center">Compute time (S)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>%</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.29</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.2396749</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.5639389</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mn>9.93</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mn>8.41</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mn>50</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.17</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1475035</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4657885</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.61</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mn>3.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1374664</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4541253</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.86</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.79</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mn>500</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:mn>87.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1296894</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4449116</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.17</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.16</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mn>325</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1287335</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4437681</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.08</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.08</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,500</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mn>690</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1283772</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4433873</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mn>2,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td>
<inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,251</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1282594</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4419199</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.04</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Validation of the numerical solution method</title>
<p>The numerical results obtained using <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mn>2,000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> nodes were compared with the analytical solutions provided by [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>] for the effects of variation of <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as shown in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 4</xref>.</p>
<table-wrap id="T4" position="float">
<label>TABLE 4</label>
<caption>
<p>Validation of the numerical solution using 2,000 nodes with the analytical solution provided by [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th rowspan="2" align="left">S</th>
<th colspan="2" align="center">[<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]</th>
<th colspan="2" align="center">Present study</th>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.54362</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.97238</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.5443142</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.9715454</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.127780</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.442631</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1282594</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4419199</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.821032</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.012784</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.8230063</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.0122552</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.576173</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m276">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.642397</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m277">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5743254</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m278">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.6425275</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="results|discussion" id="s4">
<title>4 Results and discussion</title>
<p>Five similarity transformations exist for the system of PDEs (1), given in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>. The first step is to obtain the approximate solution of the reduced system of ODEs to classify the transformations based on the trends. In this section, we studied the effect of variation of different parameters of flow and heat transfer in the boundary layer. <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> indicates that the first equation in all systems (1)&#x2013;(5) is the same, namely, an uncoupled non-linear ODE with <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m279">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m280">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the dependent and independent terms, respectively. Therefore, the variations in film thickness <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and velocity distributions <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> were the same for all these systems, owing to a change in the unsteadiness parameter <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In all these systems, the second equation is a coupled non-linear ODE with <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m285">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as dependent and <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m286">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as independent terms. In the remainder of this section, we first discuss similarity transformations. Subsequently, we study the effects of unsteadiness on film thickness and fluid velocity using the first uncoupled equations of systems (1) and (5). Finally, we present the effects of unsteadiness <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m287">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Prandtl number <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m288">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and radiation <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m289">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the temperature.</p>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Similarity transformations</title>
<p>A major limitation of the previous similarity transformations for similar types of systems is that they are only valid when <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m290">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. All previously existing similarity solutions in <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">(7)</xref> become invalid at <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m291">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> because of <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">(3)</xref>, i.e., <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m292">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which dictates the form of these similarity solutions. In a physical sense, these similarity transformations (7) and the resulting system (8) provide a solution in which the velocity of the stretching sheet <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m293">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is less than the <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m294">
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-velocity of the fluid. This limits their applicability to real-world scenarios; however, they form the basis of many real problems, including those addressed in the present study.</p>
<p>However, the similarity solutions for all the systems in the current study obtained using the Lie symmetry transformation and presented in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> have no such limitations. Mathematically, they are all valid at any time (i.e., <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m295">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). However, in a physical sense, the velocity and temperature profiles in the boundary layer further finalize the valid transformations. Approximate solutions using a well-established robust method can help eliminate invalid reductions.</p>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Effects of unsteadiness</title>
<p>
<xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref> presents the variation in the dimensionless film thickness <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m296">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> owing to the unsteadiness <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m297">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For a fully developed flow, the film thickness <inline-formula id="inf261">
<mml:math id="m298">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreases with an increase in <inline-formula id="inf262">
<mml:math id="m299">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Similarly, the velocity of the flow <inline-formula id="inf263">
<mml:math id="m300">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is directly proportional to <inline-formula id="inf264">
<mml:math id="m301">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> and <xref ref-type="table" rid="T5">Table 5</xref>.</p>
<table-wrap id="T5" position="float">
<label>TABLE 5</label>
<caption>
<p>Variation of the surface velocity and dimensionless film thickness with the unsteadiness parameter.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf265">
<mml:math id="m302">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">
<inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m303">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m304">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="italic">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m305">
<mml:mrow>
<mml:mn>4.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m306">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.2140562</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m307">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.534312</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m308">
<mml:mrow>
<mml:mn>6.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m309">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.1791313</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m310">
<mml:mrow>
<mml:mn>4.113212</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m311">
<mml:mrow>
<mml:mn>8.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m312">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.1460321</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m313">
<mml:mrow>
<mml:mn>5.688561</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m314">
<mml:mrow>
<mml:mn>10.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m315">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.1225231</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m316">
<mml:mrow>
<mml:mn>7.262964</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Variation of the velocity with the unsteadiness parameter.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g003.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4A</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5A</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6A</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7A</xref> show the effects of variation in temperature distribution <inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m317">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m318">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For systems (1) and (3), the surface temperature <inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m319">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is inversely proportional to <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m320">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="table" rid="T6">Table 6</xref>. However, the temperatures for systems (4) and (5) increase with <inline-formula id="inf284">
<mml:math id="m321">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The trends observed for systems (4) and (5) for the variation in <inline-formula id="inf285">
<mml:math id="m322">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> contradict those of incompressible viscous laminar flows because the temperature of fluid <inline-formula id="inf286">
<mml:math id="m323">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> cannot exceed the temperature of surface <inline-formula id="inf287">
<mml:math id="m324">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or temperature of the flowing fluid itself when the <inline-formula id="inf288">
<mml:math id="m325">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases in any fluid flow problem.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Temperature profiles of systems (1) and (3). <bold>(A)</bold> <italic>Pr</italic> &#x003D; 1, <italic>R</italic> &#x003D; 1, <bold>(B)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>R</italic> &#x003D; 1, and <bold>(C)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, Pr &#x003D; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g004.tif"/>
</fig>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Temperature profiles of systems (2). <bold>(A)</bold> <italic>Pr</italic> &#x003D; 1, <italic>R</italic> &#x003D; 1, <bold>(B)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>R</italic> &#x003D; 1, and <bold>(C)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>Pr</italic> &#x003D; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g005.tif"/>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Temperature profiles of systems (4). <bold>(A)</bold> <italic>Pr</italic> &#x003D; 1, <italic>R</italic> &#x003D; 1, <bold>(B)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>R</italic> &#x003D; 1, and <bold>(C)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>Pr</italic> &#x003D; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Temperature profiles of systems (5). <bold>(A)</bold> <italic>Pr</italic> &#x003D; 1, <italic>R</italic> &#x003D; 1, <bold>(B)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>R</italic> &#x003D; 1, and <bold>(C)</bold> <italic>S</italic> &#x003D; 6, <italic>Pr</italic> &#x003D; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-11-1210827-g007.tif"/>
</fig>
<table-wrap id="T6" position="float">
<label>TABLE 6</label>
<caption>
<p>Variation of the surface temperature with the unsteadiness parameter at <inline-formula id="inf289">
<mml:math id="m326">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf290">
<mml:math id="m327">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf291">
<mml:math id="m328">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">Systems 1 and 3</th>
<th align="left">System 2</th>
<th align="left">System 3</th>
<th align="left">System 4</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf292">
<mml:math id="m329">
<mml:mrow>
<mml:mn>4.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf293">
<mml:math id="m330">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.91342208</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf294">
<mml:math id="m331">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.90682704</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf295">
<mml:math id="m332">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.46804559</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf296">
<mml:math id="m333">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.13572439</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf297">
<mml:math id="m334">
<mml:mrow>
<mml:mn>6.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf298">
<mml:math id="m335">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.89826710</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf299">
<mml:math id="m336">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88910677</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf300">
<mml:math id="m337">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.67129567</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf301">
<mml:math id="m338">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.18476313</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf302">
<mml:math id="m339">
<mml:mrow>
<mml:mn>8.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf303">
<mml:math id="m340">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.89266801</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf304">
<mml:math id="m341">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88245929</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf305">
<mml:math id="m342">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.78297689</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf306">
<mml:math id="m343">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.20975756</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf307">
<mml:math id="m344">
<mml:mrow>
<mml:mn>10.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf308">
<mml:math id="m345">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88987833</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf309">
<mml:math id="m346">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.87912922</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf310">
<mml:math id="m347">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.85335392</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf311">
<mml:math id="m348">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.22487492</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Effects of the Prandtl number</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4B</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5B</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6B</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7B</xref> show the effects of the variation of the Prandtl number <inline-formula id="inf312">
<mml:math id="m349">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the temperature distribution <inline-formula id="inf313">
<mml:math id="m350">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the boundary layer. For systems (1) and (3), the surface temperature <inline-formula id="inf314">
<mml:math id="m351">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreases with increasing Prandtl number <inline-formula id="inf315">
<mml:math id="m352">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="table" rid="T7">Table 7</xref>. Similar results have been reported by [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. However, a decrease in the temperature <inline-formula id="inf316">
<mml:math id="m353">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is observed for systems (4) and (5). The temperature profiles for systems (4) and (5) contradict the trends followed by the incompressible viscous laminar flows obtained for such variations in the Prandtl numbers.</p>
<table-wrap id="T7" position="float">
<label>TABLE 7</label>
<caption>
<p>Variation of the surface temperature with the Prandtl number at <inline-formula id="inf317">
<mml:math id="m354">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf318">
<mml:math id="m355">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf319">
<mml:math id="m356">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">Pr</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">Systems 1 and 3</th>
<th align="left">System 2</th>
<th align="left">System 3</th>
<th align="left">System 4</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf320">
<mml:math id="m357">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf321">
<mml:math id="m358">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.91737755</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf322">
<mml:math id="m359">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.91144649</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf323">
<mml:math id="m360">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.48278406</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf324">
<mml:math id="m361">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.1425387</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf325">
<mml:math id="m362">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf326">
<mml:math id="m363">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.89826708</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf327">
<mml:math id="m364">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.88910680</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf328">
<mml:math id="m365">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.67129454</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf329">
<mml:math id="m366">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.18476307</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf330">
<mml:math id="m367">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf331">
<mml:math id="m368">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.87972372</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf332">
<mml:math id="m369">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.86669294</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf333">
<mml:math id="m370">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.90964758</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf334">
<mml:math id="m371">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.22950774</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf335">
<mml:math id="m372">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf336">
<mml:math id="m373">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.86172468</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf337">
<mml:math id="m374">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.84419995</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf338">
<mml:math id="m375">
<mml:mrow>
<mml:mn>2.21767291</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf339">
<mml:math id="m376">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.27750525</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Effects of radiation</title>
<p>The effects of the radiation <inline-formula id="inf340">
<mml:math id="m377">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the temperature distribution <inline-formula id="inf341">
<mml:math id="m378">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the boundary layer are shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4C</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5C</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6C</xref>; <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7C</xref>. As observed before, systems (1) and (3) exhibit trends that are different from the rest of systems (4) and (5); in other words, the surface temperature <inline-formula id="inf342">
<mml:math id="m379">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases with the <inline-formula id="inf343">
<mml:math id="m380">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the first three systems while for systems (4) and (5), it decreases with increasing <inline-formula id="inf344">
<mml:math id="m381">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In addition, we present the results in <xref ref-type="table" rid="T8">Table 8</xref>. Liu and Megahed [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] generated temperature profiles by varying <inline-formula id="inf345">
<mml:math id="m382">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and reported profiles of the type observed for systems (1) and (3). The temperature profiles for systems (4) and (5) contradicted the trends exhibited by the incompressible viscous laminar flows obtained under such variations in radiation. The surface temperature <inline-formula id="inf346">
<mml:math id="m383">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is expected to increase with the radiation in the fluid.</p>
<table-wrap id="T8" position="float">
<label>TABLE 8</label>
<caption>
<p>Variation of the surface temperature with the radiation parameter at <inline-formula id="inf347">
<mml:math id="m384">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and Pr <inline-formula id="inf348">
<mml:math id="m385">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left">
<inline-formula id="inf349">
<mml:math id="m386">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="left">Systems 1 and 3</th>
<th align="left">System 2</th>
<th align="left">System 3</th>
<th align="left">System 4</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">0.0</td>
<td align="left">0.81088221</td>
<td align="left">0.87797861</td>
<td align="left">3.26755159</td>
<td align="left">1.44329681</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.1</td>
<td align="left">0.82578737</td>
<td align="left">0.88908093</td>
<td align="left">2.73931277</td>
<td align="left">1.38958115</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">0.5</td>
<td align="left">0.86766515</td>
<td align="left">0.91872590</td>
<td align="left">1.80650007</td>
<td align="left">1.26112404</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">
<inline-formula id="inf350">
<mml:math id="m387">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf351">
<mml:math id="m388">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.89826708</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf352">
<mml:math id="m389">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.93908276</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf353">
<mml:math id="m390">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.46811762</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="left">
<inline-formula id="inf354">
<mml:math id="m391">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.18476309</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>We transformed the system of PDEs representing the flow and heat transfer in the boundary layer in the presence of radiation into a system of ODEs using Lie similarity transformations. The Lie similarity transformations presented in this study are different from the existing ones in terms of validity and applicability. These similarity transformations were obtained through invariants associated with linear combinations of Lie symmetry generators, which were used to perform double reductions of the flow model. Four distinct classes of systems of ODEs were revealed with five deduced Lie similarity transformations.</p>
<p>Numerical solutions for the obtained systems of ODEs were determined using finite-difference approximations to eliminate unphysical cases. The first equations in all five systems are the same; hence, the velocity profiles are similar under variations in the unsteadiness parameter. For fully developed flows, the film thickness decreased, whereas the velocity increased with growing unsteadiness. Similar trends were observed for the velocity profiles constructed in this study. For systems (1) and (3), the temperature decreased with increasing unsteadiness and Prandtl number, whereas the temperature increased with increasing radiation parameters. However, for systems (4) and (5), the temperature increased with the unsteadiness parameter and Prandtl number and decreased with increasing the radiation, which is not the case with real fluids. Therefore, we suggest avoiding the similarity transformation of systems (4) and (5) to study similar types of problems.</p>
<p>Overall, the valid similarity solutions determined using an extensive mathematical procedure allowed us to obtain solutions for unsteady fluid flow and heat transfer in the boundary layer. The HAM or homotopy perturbation method can be used to obtain the analytic solutions for the transformed system, providing valid results. The analytic solutions for fully resolved laminar boundary layer flow and heat transfer at any given time can be obtained by inserting the values for appropriate boundary conditions.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary material. Further inquiries can be directed to the corresponding authors.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>Conceptualization: MS; data curation: MB; formal analysis: MB, SA, MS, MA, and AZ; software: MB and MS; validation: MB, SA, MS, MA, and AZ; visualization: MB, MS, KK, KK, and JH; writing&#x2014;original draft preparation: MS and MB; writing&#x2014;review and editing: SA, KK, MA, AZ, KK, and JH; funding: KK and JH. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korean government (MSIT) (2022R1C1C2003637 to KK and RS-2023-00210403 to JH).</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Crane</surname>
<given-names>LJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Flow past a stretching plate</article-title>. <source>Z f&#xfc;r Angew Mathematik Physik ZAMP</source> (<year>1970</year>) <volume>21</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>645</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf01587695</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Liquid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>Q Appl Math</source> (<year>1990</year>) <volume>48</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>601</fpage>&#x2013;<lpage>10</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/qam/1079908</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Andersson</surname>
<given-names>HI</given-names>
</name>
<name>
<surname>Aarseth</surname>
<given-names>JB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Braud</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dandapat</surname>
<given-names>BS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Flow of a power-law fluid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>J Non-Newtonian Fluid Mech</source> (<year>1996</year>) <volume>62</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0377-0257(95)01392-x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Andersson</surname>
<given-names>HI</given-names>
</name>
<name>
<surname>Aarseth</surname>
<given-names>JB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dandapat</surname>
<given-names>BS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Heat transfer in a liquid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>2000</year>) <volume>43</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>69</fpage>&#x2013;<lpage>74</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0017-9310(99)00123-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Heat transfer in a power-law fluid film over a unsteady stretching sheet</article-title>. <source>Heat Mass Transfer</source> (<year>2003</year>) <volume>39</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>791</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00231-002-0363-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dandapat</surname>
<given-names>BS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Santra</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andersson</surname>
<given-names>HI</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Thermocapillarity in a liquid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>2003</year>) <volume>46</volume>(<issue>16</issue>):<fpage>3009</fpage>&#x2013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0017-9310(03)00078-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>CH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effect of viscous dissipation on heat transfer in a non-Newtonian liquid film over an unsteady stretching sheet</article-title>. <source>J Non-Newtonian Fluid Mech</source> (<year>2006</year>) <volume>135</volume>(<issue>2-3</issue>):<fpage>128</fpage>&#x2013;<lpage>35</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnnfm.2006.01.009</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Analytic solutions for a liquid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>Heat Mass Transfer</source> (<year>2006</year>) <volume>42</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>759</fpage>&#x2013;<lpage>66</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00231-005-0027-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dandapat</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Santra</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vajravelu</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The effects of variable fluid properties and thermocapillarity on the flow of a thin film on an unsteady stretching sheet</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>2007</year>) <volume>50</volume>(<issue>5-6</issue>):<fpage>991</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.08.007</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>IC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andersson</surname>
<given-names>HI</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Heat transfer in a liquid film on an unsteady stretching sheet</article-title>. <source>Int J Therm Sci</source> (<year>2008</year>) <volume>47</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>766</fpage>&#x2013;<lpage>72</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijthermalsci.2007.06.001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Abel</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tawade</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nandeppanavar</surname>
<given-names>MM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effect of non-uniform heat source on MHD heat transfer in a liquid film over an unsteady stretching sheet</article-title>. <source>Int J Non-Linear Mech</source> (<year>2009</year>) <volume>44</volume>(<issue>9</issue>):<fpage>990</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2009.07.004</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aziz</surname>
<given-names>RC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashim</surname>
<given-names>I</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Liquid film on unsteady stretching sheet with general surface temperature and viscous dissipation</article-title>. <source>Chin Phys Lett</source> (<year>2010</year>) <volume>27</volume>(<issue>11</issue>):<fpage>110202</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0256-307X/27/11/110202</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Noor</surname>
<given-names>NFM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashim</surname>
<given-names>I</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Thermocapillarity and magnetic field effects in a thin liquid film on an unsteady stretching surface</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>2010</year>) <volume>53</volume>(<issue>9-10</issue>):<fpage>2044</fpage>&#x2013;<lpage>51</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.12.052</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aziz</surname>
<given-names>RC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashim</surname>
<given-names>I</given-names>
</name>
<name>
<surname>Alomari</surname>
<given-names>AK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Thin film flow and heat transfer on an unsteady stretching sheet with internal heating</article-title>. <source>Meccanica</source> (<year>2011</year>) <volume>46</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>349</fpage>&#x2013;<lpage>57</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11012-010-9313-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Aziz</surname>
<given-names>RC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hashim</surname>
<given-names>I</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbasbandy</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effects of thermocapillarity and thermal radiation on flow and heat transfer in a thin liquid film on an unsteady stretching sheet</article-title>. <source>Math Probl Eng</source> (<year>2012</year>) <volume>2012</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2012/127320</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>IC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Megahed</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Numerical study for the flow and heat transfer in a thin liquid film over an unsteady stretching sheet with variable fluid properties in the presence of thermal radiation</article-title>. <source>J Mech</source> (<year>2012</year>) <volume>28</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>291</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/jmech.2012.32</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Scrutinization of 3D flow and non-linear radiative heat transfer of non-Newtonian nanoparticles over an exponentially sheet</article-title>. <source>Int J Numer Methods Heat Fluid Flow</source> (<year>2019</year>) <volume>30</volume>:<fpage>2051</fpage>&#x2013;<lpage>62</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/hff-12-2018-0741</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Exploration of flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluid over a stretching sheet by considering slip factor</article-title>. <source>Int J Numer Methods Heat Fluid Flow</source> (<year>2019</year>) <volume>30</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>1991</fpage>&#x2013;<lpage>2001</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1108/hff-11-2018-0687</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Reddy</surname>
<given-names>MG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rani</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Seikh</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahimi-Gorji</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sherif</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Transverse magnetic flow over a Reiner&#x2013;Philippoff nanofluid by considering solar radiation</article-title>. <source>Mod Phys Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>33</volume>(<issue>36</issue>):<fpage>1950449</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0217984919504499</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hani</surname>
<given-names>EH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Assad</surname>
<given-names>ME</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahimi-Gorji</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nadeem</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A novel approach for investigation of heat transfer enhancement with ferromagnetic hybrid nanofluid by considering solar radiation</article-title>. <source>Microsystem Tech</source> (<year>2021</year>) <volume>27</volume>:<fpage>97</fpage>&#x2013;<lpage>104</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00542-020-04920-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Azam</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Abbas</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ganesh Kumar</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wali</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Transient bioconvection and activation energy impacts on Casson nanofluid with gyrotactic microorganisms and non-linear radiation</article-title>. <source>Waves in Random and Complex Media</source> (<year>2022</year>) <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2022.2078014</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Puneeth</surname>
<given-names>V</given-names>
</name>
<name>
<surname>Manjunatha</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Reddy</surname>
<given-names>MG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Perspective of multiple slips on 3D flow of <italic>Al&#x3c;sub&#x3e;2&#x3c;/sub&#x3e;O&#x3c;sub&#x3e;3&#x3c;/sub&#x3e;&#x2013;TiO&#x3c;sub&#x3e;2&#x3c;/sub&#x3e;&#x2013;CuO/H&#x3c;sub&#x3e;2&#x3c;/sub&#x3e;O</italic> ternary nanofluid past an extending surface due to non-linear thermal radiation</article-title>. <source>Waves in Random and Complex Media</source> (<year>2022</year>) <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17455030.2022.2041766</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sudharani</surname>
<given-names>MVVNL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Prakasha</surname>
<given-names>DG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chamkha</surname>
<given-names>AJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Computational assessment of hybrid and tri hybrid nanofluid influenced by slip flow and linear radiation</article-title>. <source>The Eur Phys J Plus</source> (<year>2023</year>) <volume>138</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>257</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjp/s13360-023-03852-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Naik</surname>
<given-names>LS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Prakasha</surname>
<given-names>DG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Praveena</surname>
<given-names>MM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krishnamurthy</surname>
<given-names>MR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>KG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Stratification flow and variable heat transfer over different non-Newtonian fluids under the consideration of magnetic dipole</article-title>. <source>Int J Mod Phys B</source> (<year>2023</year>) <volume>13</volume>:<fpage>2450071</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0217979224500711</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Olver</surname>
<given-names>PJ</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Applications of Lie groups to differential equations</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Science &#x26; Business Media</publisher-name> (<year>1993</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ibragimov</surname>
<given-names>NH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ibragimov</surname>
<given-names>NK</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Elementary Lie group analysis and ordinary differential equations</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Wiley</publisher-name> (<year>1999</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hydon</surname>
<given-names>PE</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Symmetry methods for differential equations: A beginner&#x27;s guide</source>. <publisher-loc>Cambridge, UK</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name> (<year>2000</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Safdar</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khan</surname>
<given-names>MI</given-names>
</name>
<name>
<surname>Taj</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malik</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>QH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Construction of similarity transformations and analytic solutions for a liquid film on an unsteady stretching sheet using lie point symmetries</article-title>. <source>Chaos, Solitons and Fractals</source> (<year>2021</year>) <volume>150</volume>:<fpage>111115</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.chaos.2021.111115</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bilal</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Safdar</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Taj</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zafar</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>MU</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>SW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Reduce-order modeling and higher order numerical solutions for unsteady flow and heat transfer in boundary layer with internal heating</article-title>. <source>Mathematics</source> (<year>2022</year>) <volume>10</volume>(<issue>24</issue>):<fpage>4640</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math10244640</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bilal</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Safdar</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ahmed</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Riaz</surname>
<given-names>AK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Analytic similarity solutions for fully resolved unsteady laminar boundary layer flow and heat transfer in the presence of radiation</article-title>. <source>Heliyon</source> (<year>2023</year>) <volume>9</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>e14765</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.heliyon.2023.e14765</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Raptis</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Flow of a micropolar fluid past a continuously moving plate by the presence of radiation</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>1998</year>) <volume>18</volume>(<issue>41</issue>):<fpage>2865</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0017-9310(98)00006-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Raptis</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Radiation and viscoelastic flow</article-title>. <source>Int Commun Heat Mass Transfer</source> (<year>1999</year>) <volume>26</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>889</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0735-1933(99)00077-9</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>