求助 用流體力學建立倒啤酒模型,使其產生的泡沫達到最少?望好心人士解答,需要知道怎麼算杯子傾斜角度

時間 2021-05-06 19:27:34

1樓:蘭踱

不用算就知道是45度。

這是普通人最容易看清的傾斜程度。假如要求42度沒幾個人能準確做到也就沒有意義。

如果是開發倒酒機械人,確實有能力精確控制角度,可以每個角度倒酒測試,比網上求助的計算推導可靠無數倍。

2樓:徐克

從熱力學角度講氣體逸出是必然發生的。在沒有擾動的情況下,這種逸出非常慢,一般會依託於酒杯的某些氣化中心——如果你仔細看高腳杯中的啤酒就會發現氣泡總是從杯壁上特定的幾個點冒出來的~

但是,在倒啤酒的過程中,液體產生了較為可觀的擾動,其產生的能量耗散使液體中出現若干能量比較高的區域,而這些區域中的二氧化碳會迅速吸收這些能量逸出,從而形成了大量的泡沫。

說到這兒,答案就出來了:如果想減少氣泡的量,就應該在倒酒的過程中盡量保證流動穩定、緩慢、沒有突然的加速和減速、沒有明顯的渦流。因此,技術上需要做到以下幾點:

1沿著杯壁倒酒,利用杯壁的阻力減慢啤酒的流動。否則,如果隔空倒酒,液體在在接觸到杯底時動能太大,忽然減速會導致動能大量轉化為內能,刺激氣體逸出。

2杯子的傾斜越大越好。這樣可以進一步減小液體接觸到杯底減速時的動能耗散。當然,考慮到方便和優雅等等亂七八糟的因素,一般45°就夠了,否則——比如0°……儘管不會有泡沫,但是也不會有啤酒進去了……

3啤酒瓶本身傾斜不要太嚴重,要保證不在瓶口出現咕嘟咕嘟的氣泡。這種氣泡會擾動液體,使得瓶口附近的液體不斷加速和減速,造成了二氧化碳在瓶子中就大量逸出,小心灑得遍地都是……

4慢點兒倒~嗯~

其實這個問題挺複雜的,準確計算的話可能需要CFD模擬。如果題主只是要進行估算,那就粗略地算一下流體流到杯底的動能(如果是沿著杯壁,可以看作層流,任何一本流體力學都有專門針對這種情況的簡化模型),再和二氧化碳的溶解焓相除。

不過,啤酒又不貴……多試幾次就有直覺了……

3樓:nanako izzmi

不考慮溫度變化,假設杯子表面絕對光滑(即不考慮微孔氣泡成核),假設氣泡一旦產生就不會破裂。

先說為什麼氣泡會出來,根據Bernoulli方程,液體流動時會產生的區域性低壓,根據Henry定律,它會減小了氣體的溶解度,氣體就會溢位。簡而言之,液體流速越快,氣泡越多。

那麼問題來了,挖掘機。。不是,如何讓流速保持最低?

首先,一定到讓液體處於層流狀態,即雷諾數Re越低越好。

然後就盡量讓液體貼壁慢慢流。。一開始讓杯子水平,隨著啤酒注入逐漸傾斜直至盛滿且杯子垂直。

構造方程比較麻煩,尤其是流動態的啤酒和杯子裡的啤酒混合時候比較複雜,雖然NS方程可以用,但是由於有溶解的氣體,甚至在流動中有氣體溢位過程,計算結果會有偏差。

啤酒流過杯壁的過程如果簡化為牛頓流體(水是牛頓流體)的層流(laminar flow)流動,就很簡單了,根據牛頓內摩擦定律

可以計算流動狀態。

但是樓主沒給出具體的邊界條件,所以結論我只能這麼說,倒得越慢氣泡越少

流體力學計算量甚大而且情況很複雜,能否用機器學習的問題來解決?

substeps999999 湍流模式理論中雷諾應力的模化是經驗的,機器學習也是基於經驗的,那麼能不能用三維dns的結果作為訓練樣本來封閉雷諾方程呢?請看下文分解 桐原 如果用機器學習代替傳統CFD模擬來做乙個簡單的Case 四邊形模擬房間,左上進口右下出口 用二維結構網格中周圍八個點的資料 流場中...

計算流體力學解決工程問題用商業軟體和自己用C 或FORTRAN程式設計如何選擇?

Anemic 先贊同 朱輝的答案,然後接著手電筒繼續說。商業公司做的手電筒,功能十分強大,往往能照出鑰匙鮮為人知的一面,但大多數人可能僅僅滿足於鑰匙本來的模樣。曾經接觸過安世亞太的一位老師。他說,Fluent的tutor都做一遍,你就是CFD的高手。試問又有誰把能把Fluent的算例從頭到尾做一遍?...

有人用機器學習的方法解決流體力學問題嗎?

從物理建模的角度,我們需要的是最優化的描述模型,所以從模型的優化性上看,流體力學的方程其實應該是最優化的模型,同時具備準確性和良好泛化性。而如果採用ML訓練的方式去做流體模擬,那麼從綜合和模型的優化性上考量,肯定是不如現有的流體力學模型的,但是它可能有自己的特定環境下的優勢,比如針對特定的系統配置和...