首页/文章/ 详情

Comsol月饼节快乐

comsol有限元模拟

10月前浏览373

小饼如嚼月，中有酥和饴。

文｜king

编辑｜小苏

图｜（除特殊标注外）软件供图

「中秋节与月饼」

中秋，是中国人心中最具诗意的传统佳节。当皎皎明月升上夜空，清辉洒满街巷院落，阖家围坐、共话家常的温馨场景，便成了千年不变的文化印记。而在这团圆时刻，月饼始终是无可替代的“节日信物”——它以圆为形，暗合“月圆人团圆” 的美好祈愿；以馅为魂，包裹着地域风味与人间温情，从莲蓉的绵密、五仁的醇厚，到流心的丝滑，每一口都是对生活的甜蜜注解。

追溯过往，月饼的身影早可寻至唐宋，从最初的“胡饼”到明清定型的节令食品，它不仅承载着祭月的古老习俗，更随着时代变迁，成为跨越地域、连接情感的文化符号。如今，无论是老字号的传统样式，还是融入创新理念的网红品类，月饼始终未变的，是那份藏在酥皮与内馅里的团圆心意，让每一个中秋夜，都因这枚小小的圆饼而更添暖意与牵挂。

一轮金黄的圆月

月饼的贮藏

在食品工程领域，节令性食品的结构完整性与品质稳定性是产业化生产需突破的关键技术瓶颈，月饼作为典型的层状复合食品，其在烘焙冷却过程中的力学行为直接决定产品感官品质与商品价值。烘焙阶段，饼皮与馅料因热膨胀系数差异产生界面热应力，易引发花纹开裂或形态畸变，对月饼规模化生产造成技术制约。

现有研究多聚焦于月饼配方优化与烘焙工艺参数调控，缺乏对结构力学行为的定量表征，尤其忽略了热-力多物理场耦合作用下的应力演化机制。因此，开展月饼结构力学模拟研究，通过建立多尺度力学模型，揭示月饼界面结合强度、材料本构参数与外部载荷的关联机制，可为模具结构优化、缓冲包装设计及工艺参数定量化提供理论支撑，对推动传统节令食品产业化升级与品质保障体系构建具有重要学术价值与工程意义。

物理场建模

月饼结构力学模拟的物理场建模需基于其层状复合结构特性，构建“固体力学-热传导”多物理场耦合模型。采用线性弹性本构模型表征饼皮与馅料的力学响应，通过实验测定不同工艺参数下（如烘焙温度、油脂含量）饼皮的弹性模量（1.2-1.8MPa）、泊松比（0.35-0.40）及馅料的黏弹性参数，引入热膨胀系数差异（饼皮 80×10⁻⁶/℃、馅料 100×10⁻⁶/℃）量化热应力贡献。

边界条件设置：烘焙阶段底部施加固定约束模拟烤盘接触，表面温度边界（T=323.15K)）。通过网格剖分技术对饼皮-馅料界面（单元尺寸0.5-1mm）及花纹棱角（单元尺寸0.3mm）进行加密，确保应力集中区域的计算精度，为后续力学行为分析提供可靠模型基础。

月饼模型

物理场边界

物理场网格

采用稳态求解进行计算，得到月饼烘焙冷中月饼结构力学特性如下：

应力分布

位移分布

应变分布

来源：Comsol有限元模拟

Comsol 理论化机材料多尺度模具

著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载

首次发布时间：2025-10-19

最近编辑：10月前

comsol有限元模拟

硕士 | 仿真工程师，... Comsol工程师，多物理场耦

获赞 105粉丝 608文章 199课程 0

作者推荐

Comsol常微分方程计算[附赠模型]

常微分方程（ODE）‌是数学中描述单变量函数及其导数的方程，广泛应用于物理、工程和生物学等领域。文丨电子F430编辑丨小苏审核丨赵佳乐COMSOLMultiphysics是多物理场仿真软件，可集成求解ODE方程。其背景源于工程与科学中大量动态系统需ODE描述，如电路暂态、化学反应动力学等。软件通过专用接口，将ODE与多物理场耦合，利用高效数值算法，处理线性/非线性、刚性等各类ODE，为复杂场景下的方程求解提供统一平台。「ODE方程建模」ODE方程建模物理几何模型选择1维线段，并进行网格划分。ODE方程建模接口选择数学模块下的常微分方程，ft与ftt是关于时间t的一阶导数和二阶导数，并需要设置相应的一阶导数和二阶导数初始值。采用瞬态研究进行求解，计算得到f相关变量结果如下。来源：Comsol有限元模拟

还没有评论