VariDrainage / ③ DRIFT

后续实际计算已启动:5微米10微秒配对的冻结计划、启动快照和半小时监视记录。尚无完成或收敛结论,活跃原生帧未复制到网页。

排液能量组装 · 实测与实际耦合验证 · 2026-11-13

大矩阵里大多是零,
计算可以只做有贡献的部分。

5微米单步较贵,因此本轮先测成本,再测试局部非零组装。结果:二阶字段计算约快210倍;完整单步仍约54秒,其他成本没有消失。全部事前数值与实际输出检查通过。

约210倍2112粒子快照中,同一进程配对测得的二阶字段调用加速;仅限该调用。
56项检查新增候选测试通过,另有4个快照的全部矩阵元素、对角线和作用对照。
162个接受步3组实际耦合对照通过;4个保存步的独立标量与机械核对通过。

这是计算实现的改进,默认求解器未切换。完整C1、实际空间收敛和独立物理通量/牵引力验证仍待完成。

01 · 先确认成本,不猜瓶颈。

读取144、544和2112粒子的原生冻结状态,保持原模型、材料、几何与浴液数据。2112粒子时,不组装二阶矩阵的字段调用约0.071–0.073秒,带二阶组装的调用约16.4–16.6秒;缓存后的矩阵向量作用约1毫秒。

这些调用互相包含,不能相加为完整耦合步的耗时占比。它们说明二阶组装是值得处理的实际成本,并不直接测得完整求解器的瓶颈份额。

02 · 二阶矩阵为什么可以局部组装?

原始原生矩阵的全部非零项,每个蓝点代表一个非零系数;没有设置丢弃阈值。图来自2112粒子的实际机械端点。
原始原生矩阵的全部非零项,每个蓝点代表一个非零系数;没有设置丢弃阈值。图来自2112粒子的实际机械端点。 矢量PDF ↗

每个单元的曲面面积由相邻面决定,所以单个二阶贡献只涉及少量邻居。原实现仍对整张大矩阵执行外积,包括大量零项。2112粒子初始与机械端点的原生矩阵中,非零比例分别约0.46%和0.55%。

候选继续沿用原能量、压力和一阶字段,只把二阶贡献按局部非零索引组装。所有曲面稀释、跨面毛细项、分离压对角项及有符号浴液约定都保留;没有丢弃小数值。输出仍是同样的稠密矩阵,通用H1求解后端保持原样。

这种局部/稀疏装配是常见数值实现方法,可参考Eigen官方教程。本轮不将它作为新的排液物理创新。

03 · 加速有多大,答案差多少?

同一进程中交替测量原始与候选调用,各3次取中位数。左图采用对数纵轴;右图仅为字段组装加速比。
同一进程中交替测量原始与候选调用,各3次取中位数。左图采用对数纵轴;右图仅为字段组装加速比。 矢量PDF ↗
粒子数/状态原矩阵非零比例原二阶字段候选二阶字段字段加速
144 / 初始5.826%0.002579秒0.000480秒5.4倍
544 / 初始1.698%0.117050秒0.005267秒22.2倍
2112 / 初始0.461%16.210085秒0.077025秒210.5倍
2112 / 机械端点0.549%16.151227秒0.074153秒217.8倍

四个快照的能量、压力、曲面面积、节点能量与张力完全一致。全部矩阵元素最大相对差异约3.48e-16,三个确定方向的向量作用最大相对差异约5.53e-16,均低于事前2e-13门槛,处于双精度舍入量级。

56项候选测试还覆盖了曲面浴液、闭合平膜、有符号浴液计数、非零分离压和重力、陡峭高表活状态,以及体积变化后的缓存更新。分离压等非零参数只属于明确标注的数学测试,没有加入生产算例。

04 · 真正运行耦合以后呢?

候选实际运行了两次2112粒子单步,以及一次544粒子、10微秒的160步轨迹。原参照按已有SHA256读取,没有重算。全部原生力、能量、液量/表活和准备门槛通过;物理字段也通过事前设定的等价检查。

布局实际模拟终点接受步候选原生计时原生门槛输出等价
2112粒子0.0625微秒154.35秒通过通过
2112粒子0.03125微秒154.08秒通过通过
544粒子10微秒160362.27秒通过通过

原时间2%、空间10%门槛保持不变。这里额外要求全部Hessian元素在2e-13内一致,位置差/间距不超过1e-10,速度和面通量的归一差异不超过1e-8,其余状态物理列不超过1e-10。计时和数值残差诊断另列;原生残差门槛始终照旧执行。具体归一方式与全部字段结果见冻结计划和对照JSON。

原始字节是否相同也逐文件保留,但这不是新的“全部11文件逐字节”通过声称。上一轮几何候选因运行耗时字段不同而未通过的字节门槛,仍保留其原标签。

约210倍不能直接套用到完整模拟。候选5微米原生单步仍约54秒。历史原参照约103秒,但运行时段和主机负载不同,本轮没有受控复跑完整参照,因此不宣称完整求解器加速倍数。

05 · 继续实际空间验证。

按候选首步成本加30%余量估计,5微米到10微秒的两档时间步约需3.14小时与6.25小时。这仍是工程预算,不能保证后续非线性迭代成本。后续长批次单独冻结计划,并在启动前设置每半小时监视;运行状态和实际结果另行记录。

原20→10微米、10微秒的空间比较仍未通过,膜厚变化和位移差异49.56%和76.12%。新的5微米10微秒时间/空间配对及50/200微秒仍要完成。独立物理法向通量/牵引力、交换系数、新薄膜元厚度比、整体条纹和保留工况实验验证也仍开放。

数据、源码与复现

展开全部记录、预先门槛和原始字节