18.06.2019 08:18
Новости.
Просмотров всего: 9593; сегодня: 3.

Физики научились готовить идеальные блинчики

Физики научились готовить идеальные блинчики

Физики из Новой Зеландии и Франции разработали оптимальную стратегию поджаривания блинчика, при которой его поверхность получается наиболее плоской. Для этого ученые поставили и решили задачу оптимального управления, то есть составили уравнение движения теста и нашли траекторию, при которой однородность блина максимальна, а затрачиваемые усилия минимальны, сообщает N+1.

Идеальный блинчик имеет круглую форму, постоянную толщину и равномерно прожарен по всему объему. К сожалению, приготовить такой блинчик сложно, поскольку тесто быстро прожаривается и затвердевает, не успевая растечься по сковороде и самостоятельно выровнять толщину, поэтому блинчик приходится выравнивать насильно. В принципе, это можно сделать с помощью лопатки, которая быстро размазывает тесто по плоской сковороде. Такими лопатками пользуются повара, которым нужно приготовить блинчики быстро. Если же специального оборудования для готовки блинов у вас нет, придется наклонять сковородку и размазывать тесто вращательными движениями.

Физики Эдуард Бужо (Edouard Boujo) и Мэтью Селлиер (Mathieu Sellier) сосредоточились на второй стратегии и нашли оптимальные движения, с помощью которых можно выровнять блин (crêpe). Для этого ученые переформулировали задачу выпекания блина как задачу оптимального управления. По словам физиков, до сих пор эту задачу никто толком не решал — как правило, при описании похожих процессов исследователи пренебрегают силой тяжести, тогда как при выпекании блинов она играет очень важную роль.

Сначала физики составили уравнение движение теста по поверхности сковороды, учитывая начальные условия (тесто выливается в центр сковороды) и граничные условия (положение стенок сковороды и температура ее дна). При этом исследователи учитывали изменение вязкости и плотности остывающего теста, силу тяжести и силу Кориолиса. Поэтому конечное уравнение движения сводилось к нелинейному параболическому дифференциальному уравнению. Параметры этого уравнения (например, теплопроводность теста) ученые определили на глаз, численно моделируя динамику теста и сравнивая ее с приготовлением настоящих блинов. По словам авторов статьи, этот этап исследований понравился их дочерям больше всего.

Затем исследователи попытались вслепую найти оптимальное движение, при котором толщина блина получается наиболее равномерной. Для этого ученые предположили, что вращательное и вертикальное движение сковороды представляют собой гармонические колебания с неизвестной амплитудой и периодом, и подобрали оптимальные значения параметров с помощью метода Монте-Карло. В результате физикам удалось на 40 процентов улучшить однородность блина по сравнению с неконтролируемым выпеканием. Тем не менее, исследователи догадывались, что рассмотренные движения не являются оптимальными.

Поэтому ученые рассмотрели наиболее общие траектории выпекания блинов, которые допускают составленные дифференциальные уравнения. Для этого ученые составили объектную функцию, которая описывает отклонение формы блина от идеальной плоскости (точнее, идеально плоского цилиндра) и усилие, которые необходимо затратить на изменение формы. Грубо говоря, усилие — это суммарное изменение угла и высоты центра масс сковороды, поэтому оно зависит от способа выпекания. Чтобы найти минимальное значение объектной функции на уравнениях движения, физики составили сопряженное уравнение и воспользовались методом градиентного спуска. Ученые подчеркивают, что этот способ не только более общий, но и гораздо менее затратный, чем поиск вслепую методом Монте-Карло. В конце концов, физикам удалось довести однородность блина до 180 процентов от однородности неконтролируемого выпекания.

Учитывая проделанную работу, исследователи предлагают следующую стратегию выпекания блина. Первым делом налейте тесто в центр сковороды, наклоните ее примерно на 10 градусов и подождите, пока тесто не достигнет бортика. Затем покрутите наклоненную сковороду, чтобы тесто сделало полный круг и равномерно заполнило всю доступную площадь. Наконец, продолжая круговое движение, уменьшите наклон сковороды до нуля и подождите, пока идеальный блинчик не будет готов.

По словам авторов статьи, их наработки пригодятся не только для жарки блинов, но и для других процессов, в которых нужно быстро выровнять жидкость перед затвердеванием. Например, в изготовлении фигурок из шоколада, производстве тонких эластичных оболочек, окрашивании и покрытии поверхностей.

Иногда ученым надоедают уравнения Навье — Стокса, бозе-конденсаты и гравитационные волны, и тогда они переключаются на более насущные проблемы — например, улучшение вкуса еды. Бужо и Селлиер далеко не первые физики, которые пошли по этому пути. Например, студенты Эссекского университета нашли оптимальный угол, под которым нужно нарезать жареную картошку — оказалось, что для самой вкусной корочки ломтики нужно нарезать под углом 30 градусов. Редакция N+1 проверила этот рецепт на практике и подтвердила, что он действительно работает. Физики из Технологического института Джорджии съездили в Тайвань, сняли на камеру работу поваров, обжаривающих рис в воке, и разработали математическую модель, которая описывает этот процесс. По словам ученых, с помощью этой модели можно построить робота, который готовит вкусный вок наравне с человеком.

Дмитрий Трунин.


Физики научились готовить идеальные блинчики

Физики научились готовить идеальные блинчики

Физики научились готовить идеальные блинчики


Ньюсмейкер: Национальное деловое партнерство "Альянс Медиа" — 12075 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Повесть Льва Толстого «Детство» впервые была напечатана в 1852 году
18.09.2024 10:02 Новости
Повесть Льва Толстого «Детство» впервые была напечатана в 1852 году
18 сентября 1852 года в журнале «Современник» была напечатана повесть Льва Николаевича Толстого «Детство», которая сразу же после публикации, принесла известность ее автору. Правда, вышла она под измененным названием – «История моего детства», что Толстому не понравилось; впредь повесть выходила...
Фильмы из серии "Без срока давности" представят в Тверской области
18.09.2024 09:06 Мероприятия
Фильмы из серии "Без срока давности" представят в Тверской области
Премьерный показ фильма из серии "Без срока давности. Разлученные войной" пройдет в рамках XVIII Всероссийского фестиваля исторических фильмов "Киновече". Об этом сообщил председатель Попечительского совета кинофестиваля, писатель, драматург Александр Звягинцев. "Я лично буду представлять там...
Историю антифашистского Сопротивления в Европе обсудили в Москве
17.09.2024 17:44 Новости
Историю антифашистского Сопротивления в Европе обсудили в Москве
17 сентября 2024 года в Доме Российского исторического общества состоялся круглый стол, посвящённый истории антифашистского движения Сопротивления в странах Европы во время Второй мировой войны. Мероприятие открыл Председатель РИО Сергей Нарышкин, подчеркнувший весомый вклад...
Неудачи и победы русско-шведской войны 1808-1809 гг.
17.09.2024 16:52 Аналитика
Неудачи и победы русско-шведской войны 1808-1809 гг
Русско-шведская война не была крупным военным конфликтом, которыми изобилует отечественная история. В этой войне не произошло масштабных битв с участием многотысячных армий, и длинные колонны линейных флотов не обменивались полновесными залпами. В это самое время по охваченной ужасом...
Топ-10 самых переполненных туристами городов
17.09.2024 16:17 Аналитика
Топ-10 самых переполненных туристами городов
Европейские страны лидируют по количеству проблем, связанных с чрезмерным туризмом. В Германии провели исследование и выяснили, в каких городах Европы соотношение количества туристов и жителей – не в пользу последних. Немецкий отраслевой портал Holidu.de при участии сотрудников Института...