完美倾倒：模型预测啤酒头特征

从创造具有独特外观的饮料到为鉴赏家提供香气，啤酒泡沫是一项大生意。啤酒的成分、倒入的容器和倒入的玻璃杯之间的复杂相互作用引起了研究人员、酿酒商和饮酒者的大量关注。一项新的研究旨在为啤酒如何起泡提供最准确的预测。

研究人员通过数值模拟分析了酿造，以预测一系列啤酒泡沫特征。Lyu等人在《流体物理学》上发表了他们的工作，证明他们的模型可以确定泡沫模式，高度，稳定性，啤酒/泡沫比例和泡沫体积分数。

该研究首次使用称为多阶段求解器的计算方法来处理啤酒头。

“使用多相求解器模拟自下而上的浇注过程是一项复杂的任务，涉及对过程中发生的物理和化学相互作用进行建模，例如流体动力学，传热和传质以及化学反应，”作者Wenjing Lyu说。

“通过使用多相求解器，可以准确预测系统的行为，并优化喷嘴出口和杯子几何形状的设计，以确保在压力、温度和碳酸化等各种条件下尽可能快地自下而上浇注。”

为了完成这项任务，该小组与爱因斯坦1号合作，爱因斯坦<>号是一家开发新型自下而上的攻丝系统的初创公司，其中喷嘴将玻璃底部的可移动磁铁推上以创建一个临时入口。当玻璃杯装满时，磁铁移回原位，饮料就可以饮用了。在重复性研究以建立稳定的浇注条件后，他们组装了一个模型，然后通过实验进行了验证。

该小组发现，来自爱因斯坦1号攻丝系统的泡沫仅在浇注的最初时刻产生。更高的温度和压力会产生更多的泡沫。

之后，啤酒的液相开始了。在很大程度上由气泡大小决定，啤酒的泡沫阶段缓慢衰减，完全消失所需的时间大约是泡沫形成的25倍。

除了进一步优化他们的计算方法外，该小组接下来还研究了喷嘴形状的影响。

“这将有助于控制泡沫形成，减少消耗和浇注时间，并提高浇注过程的整体效率，”吕说。“通过精确模拟发泡过程，我们的模型可以帮助提高最终产品的质量，降低成本，并提高食品和饮料、化工等行业的生产率。

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