又是一年圣诞节，温暖气氛越发浓郁，绚烂的圣诞树已经被点亮，摇曳的烛火营造出浪漫的气氛。丰盛的大餐是圣诞佳节中必不可少的，本期为您精心准备了与食物相关的多物理场仿真案例，希望能让您在品尝美食时感受仿真的魅力，并使仿真学习过程变得更加有趣。
1、针对不规则形状牛排微波解冻的计算研究
RF加热具备加热速度快、解冻深度大的特点，在解冻肉制品的过程中，可将营养流失降到最低。用COMSOL软件可以模拟牛排的解冻过程，并探讨了形状不规则的牛排在RF解冻过程中内部的温度分布，进而确定牛排的厚度、形状、面积对解冻均匀性的影响。
2、使用COMSOL模拟整块牛排在热空气射流的作用下表面结皮的变化情况
肉制品的表面被微生物污染后会发生结皮，进而会影响食品色泽、口感和安全性。高温热处理可以使致病菌失活，但同时也会产生致癌物。本文通过对热空气射流下整块牛肉表面结皮进行 研究，提出了一个传热传质模型。模型集成了不 同的水分传输模式，并将其作为有效扩散系数。 模型同时还包含相变及与肉类相关的各类材料属性。
3、模拟在微波炉中加热的土豆泥
微波炉是一种被广泛用于食品加热的家用电器， 其优点是加热效率高，同时简便易用，然而它还 有一个缺点：无法实现均匀加热。在使用微波炉加热食物时，我们经常会发现强烈的热量会导致食品因水分蒸发而变干或喷溅。通过在食物表面覆盖一层塑料薄膜，可以缓解水分的蒸发，并使热量均匀分布。本文利用COMSOL模拟了家用微波炉对覆盖有塑料薄膜的土豆泥的加热过程，并对效果进行了评估。
4、利用移动边界和任意拉格朗曰-欧拉（ALE）方法对面包烘烤过程进行模拟
面包烘烤是一个复杂的过程，涉及了各类物理、化学现象。本文为面包烘烤过程开发了二维模 型，对烘烤过程中的体积膨胀、传热和传质进行 了模拟。研究团队将COMSOL仿真结果与面包温度和水分含量的实验测试结果进行了对比，验证了模型的准确性。仿真结果表明，面包体积在烘烤的前四分钟呈线性增加，其后不再发生变化，整个烘烤过程在25分钟内完成。
5、通过模拟巧克力融化时的外形提升其口感
成分、制造工艺和粒度分布都是决定巧克力口感的重要因素。巧克力在口中融化时的几何形状会对其香味释放过程产生影响，进而产生不同的口感差异。由于无法直接对巧克力在口中的融化过程进行测试，因此，本文通过仿真对不同形状的巧克力在口腔内融化过程进行了研究，希望以此制作出口感最佳的巧克力。
6、蛋糕烘焙过程中传热和传质现象的仿真分析
烘焙蛋糕不只是一门艺术，同时也是一门科学。 烘焙的目的不仅是要对蛋糕等食物进行加热，同时还会促进配方原料之间的生物化学反应。借助COMSOL可以创建一个简单而逼真的模型来描述这一复杂过程，尤其是重点分析烘焙过程中的传热和传质现象。
7、为什么烈火阿拉斯加蛋糕内的冰淇淋不会融化？
烈火阿拉斯加是一款能让晚宴 宾客啧啧称奇的甜品。制作这款经典甜品时，首先将冰淇淋铺到海绵蛋糕上，然后在冰淇淋上盖满蛋白糖霜。为了使蛋白糖霜焦糖化，甜点要放入热烤箱烘烤，但内部的冰淇淋会令人惊奇地保持冻结状态。在本文中，我们将利用COMSOL软件的传热仿真功能，探寻烈火阿拉斯加的奥秘。
8、从葡萄中提取酚类化合物。对三维有限元模型和实验结果进行比较
新鲜水果和蔬菜富含有益的化合物，其中红葡萄 的表皮含有的酚类物质具有良好的抗氧化性质，对人体健康大有裨益。本文使用COMSOL模拟了酿酒过程中，酚类物质从葡萄皮到酒中的扩散过程，得到浓度的动态变化。并将仿真结果与实验结果进行比较，此项研究对葡萄皮中酚类物质的连续提取方法提供了有力支持。
9、酒泪与马兰戈尼效应
让我们向玻璃杯中倒入一些葡萄酒。别着急喝，先来做个科学实验。端起玻璃杯，您会看到沿 杯壁滑落的泪滴。这些酒泪是由马兰戈尼效应造成的，它是一种由两种流体的接触面间的表面张 力梯度造成的传质现象。本文将用COMSOL来模拟马兰戈尼效应。
来源：公众号“COMSOL”
