李允中臺灣大學：生物產業機電工程學研究所傅馨嫺Fu, Hsin-HsienHsin-HsienFu2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52887食品的熱物理性質與冷凍、解凍過程中的表面對流熱傳係數是影響冷凍速率與食品品質最重要的因素。本論文的研究目的為利用焓值法建立魚肉解凍過程的數學模式以及熱傳遞逆問題的分析理論，估測食品的熱物理性質。使用有限差分法中的顯明法與隱含法成功模擬魚肉的解凍溫度曲線，且皆可由Lavenberg－Marquadt method與Conjugate gradient method求解與實驗量測值相符之表面對流熱傳係數以及解凍過程中魚肉的焓值曲線變化過程。Thermal properties of materials and surface convection coefficient during freezing or thawing process are the most important factors that influence process rate and qualities of frozen food. The aim of this study is to build mathematical model of thawing process of frozen fish by enthalpy method and use inverse heat transfer problem to estimate its thermal physical properties. In the study, the thawing curve of fish obtained by the explicit and the implicit finite difference methods were accomplished, and by the use of Lavenberg-Marquardt method and Conjugate gradient method the most fitting surface convection coefficient and enthalpy of frozen fish during process could obtain and both methods worked equally well.誌謝 i 摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 xi 第一章 前言 1 第二章 研究目的 2 第三章 文獻探討 3 3.1 食品熱物理性質 3 3.1.1 比熱 3 3.1.2 熱傳導係數 4 3.2 熱物理性質量測方法 4 3.2.1比熱量測方法 4 3.2.2 熱傳導係數量測方法 5 3.3 熱傳逆問題求解熱物理性質 8 3.4 熱物理性質數學模型 13 3.4.1 密度 13 3.4.2 熱傳導係數 14 3.4.3 顯比熱 16 3.5 參數估測 18 3.5.1 Levenberg-Marquardt method 18 3.5.2 Conjugate gradient method 21 3.5.3 Conjugate gradient method with adjoint problem 23 3.6焓值法 25 3.6.1 顯明法 26 3.6.2 隱含法 26 第四章 研究方法 30 4.1 冷凍魚肉解凍熱傳分析 30 4.2 焓值法 31 4.2.1 顯明法 32 4.2.2 隱含法 33 4.3 熱傳逆問題 37 4.3.1 數學模擬推測表面對流熱傳導係數 40 4.3.2 數學模擬推測熱焓對溫度關係式之係數 40 第五章 結果與討論 42 5.1 模擬條件 42 5.2 參數估測法求解表面對流熱傳導係數 44 5.3 焓值法求解冷凍魚肉解凍問題 55 5.3.1 顯明法求解冷凍魚肉解凍焓值變化 55 5.3.2 隱含法求解冷凍魚肉解凍焓值變化 57 5.4 參數估測法求解焓值對溫度關係式係數 60 第六章 結論 82 參考文獻 84 附錄一 求解表面對流熱傳導係數主程式 87 附錄二 焓值法主程式 95 附錄三 求解焓值對溫度關係式係數主程式 1002793131 bytesapplication/pdfen-US熱傳逆問題焓值法數學模式Inverse heat transfer problemEnthalpy methodMathematical modelthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/52887/1/ntu-95-R93631008-1.pdf