制作完美煮鸡蛋的食谱,并模拟

2016年3月31日

两名专业厨师站在教室里,密切观察一个煮熟的鸡蛋。最初听起来像烹饪课的可能实际上是荷兰的Technische Universiteitiesitiest Eindhoven(TU/E)提供的物理课程的一部分。使用comsol多物理学,学生正在研究烹饪完美煮熟的鸡蛋背后的科学。了解模拟研究和食品科学的这种创新融合如何教学学生如何构建和测试模型。

将模拟带入教室……和厨房

每年,利用模拟主导设计的社区继续增长。认识到在虚拟环境中进行分析的好处,越来越多的组织正在拥抱使用此类工具来解决复杂的设计问题并加速市场上的时间。当今的许多大学都遵循这种趋势,将基于模拟的研究编织到其工程专业的课程中。这个想法是,通过使学生熟悉这些工具,教授可以更好地为他们提供技能和知识,从而有助于推动未来的成功。

Technische Universiteit Eindhoven(TU/E)的大学教学人员Jan-Jaap Koning亲自认识到教室中模拟的重要性。作为Comsol多物理用户已有12年的时间,Koning非常熟悉该软件中可用的许多功能以及其在设计和开发中的影响不断增长。最终,他决定利用该软件的知识,并与他的学生分享标题为“工程问题物理学”的课程。

为了保持有趣而有趣的事情,Koning和他的同事Hjalmar Mulders将模拟科学与烹饪艺术相结合。一群学生与专业厨师并肩工作,确定如何制作完美的煮鸡蛋 - 他们使用Comsol多物理学开发的食谱。

学生研究如何在模拟的帮助下制作完美的煮鸡蛋。
学生准备用基于模拟的食谱给厨师留下深刻的印象。照片由Bart Van Overbeeke摄。

成功的秘诀:烹饪完美的鸡蛋

在进入厨房之前,学生需要采取一些初步步骤。这一切都始于听理论物理学家的传热讲座。该讲座有助于解释传热背后的重要概念,后来可以将其应用于模拟研究。

演讲结束后,学生会收到他们的作业。这个想法是要估计根据粗糙估计,需要多少时间来加热蛋黄。尽管任务本身听起来很简单,但创建完美的煮鸡蛋的目标可能是苛刻的。为了消除细菌并避免过热,蛋黄必须在70°C和65°C的温度之间。进一步加剧了挑战,这是一个旧鸡蛋和新鲜鸡蛋都掺入混合物中的事实。

学生在物理课程中制作鸡蛋的照片。
一个学生检查她的鸡蛋。照片由Bart Van Overbeeke摄。

九组共同合作创建了一个理论模型,以说明鸡蛋沸腾背后的过程。正如Koning所指出的那样,Comsol Multiphysics是课堂设置的理想工具,因为学习软件的基础知识对学生来说很容易,很容易。Koning说:“ Comsol多物理学非常易于访问。”“学习如何建立模型需要几个小时。”

当涉及到他们的方法时,每个小组都遵循自己的道路。例如,有些团队解释了他们的鸡蛋空气室和外壳,而另一些团队则认为这些因素可以忽略不计。模拟软件的灵活性和多功能性使每个团队都能以不同的方式解决问题。最终,整个班级聚集在一起讨论他们是否认为自己的结果是准确的。从这个意义上讲,成功和失败都为学生提供了宝贵的学习经验。

最后一步是让团队将基于模拟的食谱转变为可食用的菜肴。他们在热板,冷水,温度计和计时器的帮助下这样做。这些菜是给法官,在这种情况下的专业厨师,他们决定是否将鸡蛋煮成完美。

专业厨师判断基于模拟的竞争。
专业厨师判断学生的项目。照片由Bart Van Overbeeke摄。

最近的比赛的获胜者 - 乔纳森·欧克·德·比克(Jonathan Op de Beeck),斯蒂恩·乔门(Stijn Jooken)和马克斯·林彭(Max Limpens),成功地解决了新鲜鸡蛋和旧鸡蛋之间的差异,以煮一分钟的时间。这一决定是基于他们的假设,即较老的鸡蛋中有一个较大的空气室。

模拟显示了新鲜鸡蛋(顶部)和旧鸡蛋(底部)的变暖之间的差异。Jonathan Op de Beeck和Stijn Jooken提供的动画。

教学模拟的下一步(行动)是什么?

事实证明,这项任务对学生很受欢迎。实际上,参加本课程的人中很大一部分选择它作为免费的选修课。Koning提到:“学生通过使用Comsol Multiphysics等工具来学习,这是非常有动力的,因为它向他们展示了如何运用他们的学术知识。”

将来,Koning计划继续将模拟用于教育目的,他最终打算开发一种应用程序锻炼,以帮助进一步提高学生的工程技能。他希望这种方法能使个人在学习过程中吸引人,同时为未来做准备。

了解有关模拟在食品科学和课堂上的作用的更多信息


评论(2)

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Altyn Zaisanbayeva
Altyn Zaisanbayeva
2016年4月6日

下午好!n。这是非常有趣的话题,我正在做演讲
您能给我发送GIF文件中的图片吗?

凯蒂·费尔克拉夫(Caty Fairclough)
凯蒂·费尔克拉夫(Caty Fairclough)
2016年4月6日

嗨,阿尔廷,

感谢您对这篇博客文章的关注!很抱歉,我们无法共享这些文件。我带来的不便表示歉意!

最好的,

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