披萨3:一个一般的模拟框架来模拟食品机械和食品解构问题
William Jenkinson1, Brian Guthrie2, Denis Flick1
1UMR 0782 SayFood ParisSaclay Food and Bioproducts Engineering Research Unit, Group Modeling and Computational Engineering, INRAE, AgroParisTech, Paris-Saclay University, Palaiseau 91120, Ile-de-France, France.
Food research international (Ottawa, Ont.)
|September 4, 2024
概括
这项研究引入了"食物原子"来模拟食物机制,克服了传统方法的局限性. 这种新的方法可以准确地建模食品加工,消化和纹理感知.
科学领域:
- 食品科学与工程 食品科学与工程
- 计算力学是计算力学.
- 材料科学 是一种材料科学.
背景情况:
- 目前基于网格的模拟与复杂的食物行为如大变形和故障作斗争.
- 连续力学在模拟自由边界和非同质化的食物特性方面存在局限性.
- 计算机辅助的食品设计受到动态的微观结构和球体转换的阻碍.
研究的目的:
- 开发一种创新的模拟框架,用于对食品机械行为的持续建模.
- 解决食品加工,储存,解构和消化中的连续力学局限性.
- 为计算机辅助食品设计提供新的工具,并了解口腔内纹理感知.
主要方法:
- 使用基于光滑粒子水力动力学的"食物原子"的显式微观结构表示.
- 模拟固体相与对向力 (键-转动力学) 对于大变形和断裂.
- 用人工力量模拟液相,以获得部分压缩性,并使用赫兹接触力学来进行物体-流体相互作用.
主要成果:
- 成功建模了三个依赖时间的3D场景,与分析和实验数据进行验证.
- 证明了框架能够处理刚性/软物体和流体之间的相互作用的能力.
- 将模型扩展到目前文献中没有充分解决的复杂案例.
结论:
- "食物原子"方法有效地模拟了不同阶段的食物机械行为.
- 这种方法克服了食品应用传统连续力学的局限性.
- 该框架为食品质感感知提供了新的见解,并增强了食品工程能力.
