Comsol微波加热粽子[附赠模型]

comsol有限元模拟

2月前浏览310

作者 | 电子F430

编辑 | 小苏

审核 | 赵佳乐

粽子，古称角黍，是中国传统节庆食品，主要与端午节相关联，是端午节标志性习俗之一。

粽子以糯米为主材，辅以豆沙、鲜肉等馅料，用粽叶（多为箬叶、芦苇叶）包裹成三角、枕头形等特定形状，经水煮或蒸制而成的食品。不同地区因食材和工艺差异，形成了甜粽、咸粽等诸多品类。

端午节粽子

粽子的起源历史悠久，其前身“角黍”可追溯至周朝。春秋时期，人们用菰叶包裹黍米，制成角黍，用以替代珍贵的耕牛作为祭祀祖先和神灵的贡品。西晋周处《风土记》记载：“俗以菰叶裹黍米，以淳浓灰汁煮之令烂熟，于五月五日及夏至啖之。一名粽，一名角黍。”说明早期粽子在夏至和端午均有用。

从南北朝以后，民间开始有粽子源自百姓祭奠屈原的说法，南朝梁的吴均在《续齐谐记》中写道：“屈原五月五日投汨罗而死，楚人哀之。每至此日，竹筒贮米，投水祭之。”传说中为防止蛟龙窃食而改用楝叶和五彩丝包裹。两晋南北朝时期，角黍成为夏至时节的特有食物，此后，由于端午节被世人所熟知，并且时间上与夏至相近，不少夏至习俗并入了端午。粽子从早期的祭祀用品，逐渐与端午节和屈原传说结合，最终成为端午节的标志性食品。

图1. 粽子

物理建模过程

根据粽子实物搭建了微波加热粽子的三维简化模型，主要包括微波炉和粽子，具体简化模型如图2所示。模型计算过程需设置材料的电导率、相对磁导率、相对介电常数、密度、比热容和导热系数，为了结果的准确性，以上参数均从相关论文资料以及现有实验数据中获得，如图3所示。

图2. 几何模型

图3. 材料参数

计算模型选择电磁波-频域和固体传热模块进行求解。电磁波物理场中，将顶部设置端口，施加功率激励；其余外部边界设置散射边界。固体传热场设置固体和流体域；初始温度设为293.15K；外部边界设置热通量边界，环境温度293.15K，换热系数为10W/(m^2*K)。

图4. 边界条件

根据有限元法的求解原理，剖分越精细，求解越准确，数值计算前通过网格划分对模型计算区域进行离散化处理，采用非结构网格对模型进行划分，网格分布如图5所示。

图5. 网格分布

结果展示

计算模型采用频域-稳态求解器求解，通过计算得到粽子的电磁和温度特性分布如下所示。

图6. 温度分布

图7. 电场分布

图8. 等温线分布

地址:

https://pan.baidu.com/s/1sMQaUD2VlWFcslcazHMSSA

获取:

6666

来源：Comsol有限元模拟

Comsol书写时一张A4纸的形变

纸是人类文明传承与信息记录的重要载体。作者|电子F430编辑|小苏审核|赵佳乐书写时一张A4纸的形变是怎样的呢？A4纸A4纸是我们学习生活中最常见的伙伴，无论是试卷、作业还是打印资料，几乎都离不开它。它的尺寸是国际通用的210毫米×297毫米，这个标准由国际标准化组织制定，确保了全球范围内的统一和便利。A4纸最神奇的地方在于它的长宽比是√2:1。这意味着当你把一张A4纸对折成A5纸时，新纸张的长宽比依然保持不变。这种设计让复印和打印时的缩放变得非常方便，不会出现内容被裁剪或留下白边的尴尬。除了标准尺寸，A4纸还有不同的厚度，常见的有70克和80克两种。克数越高，纸张越厚实，双面打印时墨水也不容易渗透。正是因为这些科学的设计，A4纸才能成为我们学习中不可或缺的好帮手。图1.A4纸物理建模在软件内搭建一张A4纸三维模型，尺寸为210毫米×297毫米×0.1毫米。图2.A4纸几何模型添加A4纸材料参数，包括密度、杨氏模量和泊松比参数。图3.A4纸材料参数书写时，手臂施加在A4纸纸上的压力约5000Pa，纸张覆盖在桌面上，纸张底部设置固定约束，其余侧面边界设置自由边界。图4.边界条件根据有限元法的求解原理，剖分越精细，求解越准确，数值计算前通过网格划分对模型计算区域进行离散化处理，采用非结构网格对模型进行划分，网格分布如图5所示。图5.网格分布计算模型稳态求解器求解，通过计算得到书写时A4纸力学特性分布如下所示。图6.应力分布图7.应变分布图8.位移分布图9.截线位移分布来源：Comsol有限元模拟