Purpose The purpose of the study is to analytically as well as numerically investigate the weight of throughflow on the onset of Casson nanofluid layer in a permeable matrix. This study examines both the marginal and over stable kind of convective movement in the system. Design/methodology/approach A double-phase model is used for Casson nanofluid, which integrates the impacts of thermophoresis and Brownian wave, whereas for flow in the porous matrix the altered Darcy model is occupied under the statement that nanoparticle flux is disappear on the boundaries. The resultant eigenvalue problem is resolved analytically as well as numerically with the help of Galerkin process with the Casson nanofluid Rayleigh–Darcy number as the eigenvalue. Findings The findings revealed that the throughflow factor postpones the arrival of convective flow and reduces the extent of convective cells, whereas the Casson factor, the Casson nanoparticle Rayleigh–Darcy number and the reformed diffusivity ratio promote convective motion and also decrease the extent of convective cells. Originality/value Controlling the convective movement in heat transfer systems that generate high heat flux is a real mechanical challenge. The proposed framework proved that the use of throughflow is one of the most important ways to control the convective movement in Casson nanofluid. To the best of the authors’ knowledge, no inspection has been established in the literature that studies the outcome of throughflow on the Casson nanofluid convective flow in a porous medium layer. However, the convective flow of Casson nanofluid finds many applications in improving heat transmission and energy efficiency in a range of thermal systems, such as the cooling of heat-generating elements in electronic devices, heat exchangers, pharmaceutical practices and hybrid-powered engines, where throughflow can play a significant role in controlling the convective motion.

This article explores the double-diffusive convection of Jeffrey fluids under the gravity modulation. The primary objective is to investigate the impact of time-periodic gravitational variations on Darcy-Brinkman convection of Jeffrey fluids within a porous layer. A weak nonlinear analysis is employed, utilizing a power series expansion method, where disturbances are expressed as power series. Nusselt and Sherwood numbers are employed to measure heat and mass transport, respectively. The study analyzes the influence of various parameters, including the Jeffrey parameter, Darcy number, Vadasz number, Lewis number, Rayleigh-Darcy number, and solutal Rayleigh-Darcy number, on heat and mass transfer. Graphical representations of the results illustrate that an increase in the Jeffrey parameter, modulation amplitude, Lewis number, Vadasz number, and solutal Rayleigh-Darcy number enhances heat and mass transport, thereby promoting instability. Conversely, an increase in the Darcy number and modulation frequency leads to a decrease in heat transfer and mass transport. Comparisons between unmodulated and modulated cases highlight that the modulated case has a more significant effect on stability compared to the unmodulated case. This underscores the crucial role of external parameters, such as gravity modulation, in controlling heat and mass transfer within the system.

The mutual influences of the electric field, rotation, and heat transmission find applications in controlled drug delivery systems, precise microfluidic manipulation, and advanced materials’ processing techniques due to their ability to tailor fluid behavior and surface morphology with enhanced precision and efficiency. Capillary instability has widespread relevance in various natural and industrial processes, ranging from the breakup of liquid jets and the formation of droplets in inkjet printing to the dynamics of thin liquid films and the behavior of liquid bridges in microgravity environments. This study examines the swirling impact on the instability arising from the capillary effects at the boundary of Rivlin–Ericksen and viscous liquids, influenced by an axial electric field, heat, and mass transmission. Capillary instability arises when the cohesive forces at the interface between two fluids are disrupted by perturbations, leading to the formation of characteristic patterns such as waves or droplets. The influence of gravity and fluid flow velocity is disregarded in the context of capillary instability analyses. The annular region is formed by two cylinders: one containing a viscous fluid and the other a Rivlin–Ericksen viscoelastic fluid. The Rivlin–Ericksen model is pivotal for comprehending the characteristics of viscoelastic fluids, widely utilized in industrial and biological contexts. It precisely characterizes their rheological complexities, encompassing elasticity and viscosity, critical for forecasting flow dynamics in polymer processing, food production, and drug delivery. Moreover, its applications extend to biomedical engineering, offering insights crucial for medical device design and understanding biological phenomena like blood flow. The inside cylinder remains stationary, and the outside cylinder rotates at a steady pace. A numerically analyzed quadratic growth rate is obtained from perturbed equations using potential flow theory and the Rivlin–Ericksen fluid model. The findings demonstrate enhanced stability due to the heat and mass transfer and increased stability from swirling. Notably, the heat transfer stabilizes the interface, while the density ratio and centrifuge number also impact stability. An axial electric field exhibits a dual effect, with certain permittivity and conductivity ratios causing perturbation growth decay or expansion.

In this analysis, the collective impact of temperature-dependent thermal conductivity and viscosity variations on the convective instability of a Jeffrey fluid in a rotating layer of cellular porous material is examined using an improved Jeffrey–Darcy model. This study has significant implications for cellular foams made from plastics, ceramics and metals, in which radiative heat transmission can be taken as a diffusion practice. Utilizing the linear stability concept and Galerkin method, approximate analytical and numerical solutions accurate to one decimal place are offered. The analysis reveals that the effect of the thermal conductivity variation factor and the rotation factor is to postpone the convective wave, whereas the viscosity variation factor and the Jeffrey factor have a dual effect in the form of rotation. The range of the convective cell is reduced with cumulating thermal conductivity variation factor, viscosity variation factor, Jeffrey factor and rotation factor. In the absence of rotation, the range of the convective cell is not dependent on the Jeffrey factor or the viscosity variation factor. Furthermore, the outcomes are matched with the existing literature for the specific case of this investigation.