又是一年聖誕節，溫暖氣氛越發濃郁，絢爛的聖誕樹已經被點亮，搖曳的燭火營造出浪漫的氣氛。豐盛的大餐是聖誕佳節中必不可少的，本期為您精心準備了與食物相關的多物理場仿真案例，希望能讓您在品嚐美食時感受仿真的魅力，並使仿真學習過程變得更加有趣。
1、針對不規則形狀牛排微波解凍的計算研究
RF加熱具備加熱速度快、解凍深度大的特點，在解凍肉製品的過程中，可將營養流失降到最低。用COMSOL軟件可以模擬牛排的解凍過程，並探討了形狀不規則的牛排在RF解凍過程中內部的溫度分佈，進而確定牛排的厚度、形狀、面積對解凍均勻性的影響。
2、使用COMSOL模擬整塊牛排在熱空氣射流的作用下表面結皮的變化情況
肉製品的表面被微生物汙染後會發生結皮，進而會影響食品色澤、口感和安全性。高溫熱處理可以使致病菌失活，但同時也會產生致癌物。本文通過對熱空氣射流下整塊牛肉表面結皮進行 研究，提出了一個傳熱傳質模型。模型集成了不 同的水分傳輸模式，並將其作為有效擴散係數。 模型同時還包含相變及與肉類相關的各類材料屬性。
3、模擬在微波爐中加熱的土豆泥
微波爐是一種被廣泛用於食品加熱的家用電器， 其優點是加熱效率高，同時簡便易用，然而它還 有一個缺點：無法實現均勻加熱。在使用微波爐加熱食物時，我們經常會發現強烈的熱量會導致食品因水分蒸發而變幹或噴濺。通過在食物表面覆蓋一層塑料薄膜，可以緩解水分的蒸發，並使熱量均勻分佈。本文利用COMSOL模擬了家用微波爐對覆蓋有塑料薄膜的土豆泥的加熱過程，並對效果進行了評估。
4、利用移動邊界和任意拉格朗曰-歐拉（ALE）方法對面包烘烤過程進行模擬
麵包烘烤是一個複雜的過程，涉及了各類物理、化學現象。本文為麵包烘烤過程開發了二維模 型，對烘烤過程中的體積膨脹、傳熱和傳質進行 了模擬。研究團隊將COMSOL仿真結果與麵包溫度和水分含量的實驗測試結果進行了對比，驗證了模型的準確性。仿真結果表明，麵包體積在烘烤的前四分鐘呈線性增加，其後不再發生變化，整個烘烤過程在25分鐘內完成。
5、通過模擬巧克力融化時的外形提升其口感
成分、製造工藝和粒度分佈都是決定巧克力口感的重要因素。巧克力在口中融化時的幾何形狀會對其香味釋放過程產生影響，進而產生不同的口感差異。由於無法直接對巧克力在口中的融化過程進行測試，因此，本文通過仿真對不同形狀的巧克力在口腔內融化過程進行了研究，希望以此製作出口感最佳的巧克力。
6、蛋糕烘焙過程中傳熱和傳質現象的仿真分析
烘焙蛋糕不只是一門藝術，同時也是一門科學。 烘焙的目的不僅是要對蛋糕等食物進行加熱，同時還會促進配方原料之間的生物化學反應。藉助COMSOL可以創建一個簡單而逼真的模型來描述這一複雜過程，尤其是重點分析烘焙過程中的傳熱和傳質現象。
7、為什麼烈火阿拉斯加蛋糕內的冰淇淋不會融化？
烈火阿拉斯加是一款能讓晚宴 賓客嘖嘖稱奇的甜品。製作這款經典甜品時，首先將冰淇淋鋪到海綿蛋糕上，然後在冰淇淋上蓋滿蛋白糖霜。為了使蛋白糖霜焦糖化，甜點要放入熱烤箱烘烤，但內部的冰淇淋會令人驚奇地保持凍結狀態。在本文中，我們將利用COMSOL軟件的傳熱仿真功能，探尋烈火阿拉斯加的奧秘。
8、從葡萄中提取酚類化合物。對三維有限元模型和實驗結果進行比較
新鮮水果和蔬菜富含有益的化合物，其中紅葡萄 的表皮含有的酚類物質具有良好的抗氧化性質，對人體健康大有裨益。本文使用COMSOL模擬了釀酒過程中，酚類物質從葡萄皮到酒中的擴散過程，得到濃度的動態變化。並將仿真結果與實驗結果進行比較，此項研究對葡萄皮中酚類物質的連續提取方法提供了有力支持。
9、酒淚與馬蘭戈尼效應
讓我們向玻璃杯中倒入一些葡萄酒。彆著急喝，先來做個科學實驗。端起玻璃杯，您會看到沿 杯壁滑落的淚滴。這些酒淚是由馬蘭戈尼效應造成的，它是一種由兩種流體的接觸面間的表面張 力梯度造成的傳質現象。本文將用COMSOL來模擬馬蘭戈尼效應。
來源：公眾號“COMSOL”
