07 października 2019

Czy wiesz, że...

Z niewielką pomocą symulacji komputerowych i dynamiki płynów inżynierowie zoptymalizowali sztukę przygotowania naleśnika. Tak przynajmniej wynika z najnowszych badań nad przygotowaniem cienkich jak papier płatków ciasta, które potem zwykle serwuje się z czekoladą, serem lub dżemem.

Symulując zachowanie rzadkiego ciasta wylewanego na pochyloną i obracającą się gorącą powierzchnię, dwaj inżynierowie mieszkający po przeciwnych stronach globu, ale zjednoczeni namiętnością do smacznych przekąsek, wyznaczyli kąt nachylenia i szybkość obrotu patelni, które umożliwiają uzyskanie idealnego naleśnika.

Pomysłodawcą badań był Mathieu Sellier, inżynier z University of Canterbury w Nowej Zelandii, który zajmuje się dynamiką płynów w różnej skali, od przepływu w mikrokanalikach do ruchu lodowców. Poza tym w swoim domu jest głównym specjalistą od przygotowania śniadań i lunchów. Dlatego często miał szansę zastanawiać się, jak wylać ciasto na patelnię, aby powstała cienka i jednorodna warstwa.

W 2016 roku Sellier wspomniał o swoim problemie inżynierowi Edouardowi Boujo, obecnie w École Polytechnique we Francji, który specjalizuje się w zagadnieniach optymalizacji. Następnie obydwaj zapisali w języku matematyki pytanie: Jak zminimalizować różnice grubości między rzeczywistym naleśnikiem a płaskim i jednorodnym ideałem? Uzyskane wyniki zostały opublikowane w czerwcu w czasopiśmie Physical Review Fluids.

Rozwiązanie znalezione przez inżynierski duet: wylać ciasto na patelnię, pochylić ją tak, by masa zaczęła spływać w kierunku krawędzi, a następnie zacząć obracać, aby została rozprowadzona równomiernie, nie jest zaskoczeniem dla mistrzów smażenia naleśników. Ale jego implikacje wykraczają poza kuchnię.

„To dobry sposób uproszczenia problemu” – ocenia Matthew Moore, matematyk z University of Oxford, który nie uczestniczył w badaniach (ale przyznaje, że ma słabość do naleśników). Wyjaśnia, że zbadanie, co dzieje się podczas przejścia między cieczą a ciałem stałym, często bywa skomplikowane. Potraktowanie smażenia naleśników jako problemu optymalizacji jest strategią, która może okazać się pożyteczna także w innych zagadnieniach.

Proces smażenia naleśników przypomina takie techniki, jak nakładanie cienkich warstw podczas wytwarzania układów scalonych, a także równomierne pokrywanie farbą malowanego samochodu, i według inżynierów można przy nich skorzystać z nowej metody. „Ich cechą wspólną jest dążenie do uzyskania cienkiej, jednorodnej warstwy cieczy – wyjaśnia Sellier. – Ten problem spotykamy bardzo często.”

https://www.swiatnauki.pl/8,1822.html