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肉不是普通的固体。它由一个复杂的水饱和蛋白质网络组成,烹饪时显示出一些有趣的物理特性。过去的几项研究试图在计算机模拟中再现这种行为,但由于需要大量的计算能力,他们只实现了简化和一维的过程再现,但并不特别准确。在EPJ Plus上发表的一项新研究中,詹姆斯麦迪森大学的Hala Nelson博士领导的数学家发现,通过将肉建模为弹性蛋白的流体饱和矩阵,它可以随着流体的运动而变形,这可以更准确地模拟烹饪行为。
团队收集的见解可能有很多优势,比如完善我们肉类消费的安全法规;优化其品质和风味;以及最大限度延长保质期以确保最少浪费的新方法。在这个小组的模型中,烹饪过程不均匀地加热液体,导致液体四处移动并使蛋白质基质变形。反过来,流体本身的运动也因这种变形而改变。结果表明,与真实观察结果有很强的一致性——水分在蒸发过程中会部分蒸发,但也会从肉表面向内推动,从而扩大中间部分。
尼尔森和他的同事的模型是基于质量、能量和动量守恒的基本原理。他们推导出描述聚合物与液体分子混合行为的方程,然后微调模型的参数,直到它尽可能真实。然后,他们将模拟结果与实验测量结果进行了比较,实验测量结果显示了牛排切片在烤箱中烹饪后是如何收缩的。在未来的研究中,该团队希望将其模拟扩展到3D模型。这将需要更多的计算能力,但如果实现,它将提高我们对重要食物来源的理解。
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