从排液到黑膜：
边缘再生与可溶表面活性剂的守恒粒子模拟

01｜保留原始项目的研究对象和目标

原始总体规划将③定义为“从排液到黑膜”：从第一性原理模拟排液、marginal regeneration 和黑斑，不编码经验排液律，并与实验定量对照；列出的缺口是 Monier 指数、计算成本和黑膜开洞。本修订沿这条链展开，不将项目缩成一个通用“变分求解器”。

原文中“高精度粒子”是方法方向；当前 Brookshaw/SPH 算子仍有已知误差，不把“高精度”当作既有定理。高阶算子属于 PUMA，GPU 后端属于 HASTE；它们的成果不自动成为③的创新。

02｜将创新落实为三个可以被否证的贡献

C1．从局部边缘解析得到整体排液的边界交换

优先主攻 · 待实现 针对整膜无法承担的边缘分辨率，建立含切向自由度的局部膜—弯月面算例，解析夹缩、薄膜元生成和交换。以保守接口把局部液量/表活通量接入整体粒子膜；只有在局部时间尺度与整膜演化可分离、误差可控时，才把局部模型缩减为较便宜的边界算子。

候选新意：不是首次研究交换，而是在有限成本下把尚未解析的边缘过程转成可验证的整体边界处理，并预测其引起的整体排液。必须与现有固定化学势储库、均匀加密参照及已有交换模型比较。[R3–R4]

最有辨识度的新结果目标：由局部解独立预测有效交换系数、生成薄膜元与相邻厚膜的厚度比，以及它们随界面状态的变化；再检验这些预测是否解释整体条纹的时间尺度和指数。把文献测得的交换系数仅作外部检验，不能先把该系数作为输入，再宣称已经预测它。若局部模型只能给出依赖未知系数的通量，应坦陈为闭合模型，并缩小主张。

必须留下的证据：局部通量和夹缩收敛；局部/整体接口收支相消；未参与闭合构建的几何和材料条件下仍有预测能力。如果边缘过程没有尺度分离，则保留局部随时间演化的粒子区域，不强行发明一条通用代数通量律。

C2．检验界面恢复对边缘再生和初态依赖的作用

条件性扩展 · 先做小诊断 将当前瞬时局部平衡与有限速率表面—体相交换比较，检验不同拉膜/停留历程是否使相同厚度和弯月面半径下的边缘通量不同。可选状态是表面浓度与体相浓度；只有胶束弛豫时间和诊断结果要求时，才增加胶束动力学变量。

候选新意：不是发明吸附/解吸，而是提出并验证“界面恢复—边缘交换—宏观排液”之间的具体联系，以及能处理该联系的守恒粒子耦合。应给出实测系数或文献范围、适用尺度与反例，不允许为得到 n≈0.70 调节交换速率。[R5–R6]

若合理时间尺度下有限速率响应迅速回到平衡、整体输出无可辨变化，就放弃其作为主贡献，继续 C1。若比较样品的全部状态变量均相同，不能再凭空声称仍有“记忆”；历史效应必须由显式内部状态或有依据的非局部时间模型表达。

C3．用同一材料与边界描述连接排液、再生和黑膜

最终验证贡献 · 待形成 在明确的适用范围内，以同一套能量/耗散及材料输入预测条纹、再生通量和分离压控制的黑膜状态。黑膜形成不能依靠把粒子直接标黑；若需要成核触发，则必须区分确定性失稳、异质缺陷与热涨落，按机制选择噪声和统计检验。

候选新意：验证整条因果链并在保留工况中预测多种观测量，而非为不同现象配置彼此无关的参数。不同材料的黑膜实验应使用各自独立测得的物性，不承诺一个参数组能跨溶液通用。[R2、R11–R12]

最低可成稿组合是 C1 的独立方法贡献，加一组主实验和一组保留工况；C2 是否进入论文由证据决定。只有 C3 的动态黑膜也通过时，最终题目才保留 Black-Film Formation。目标仍覆盖原始完整链条，投稿范围随实际证据收缩。

03｜已有基础与新增工作必须分开

源码核对基点：afcdf5a3e8618dd9df89cf4c842e3edab640c49e。下表是继承文档与代码状态，本次修订没有运行新模拟。

现有排液使用步内冻结迁移率的隐式能量更新；整体采用力学—排液—输运/再分配等分裂。弯月面是固定化学势储库，可溶表活局部再分配是平衡处理。新规划不把它们改称“全物理单体无条件耗散”或“有限速率模型”。

04｜在写大模型前，先区分三个解释

比“指数吻合”更有辨识度的预测

• 几何预测：冻结材料输入后改变框架宽度、边界曲率或局部弯月面条件，预测交换量、薄膜元统计和T(h)如何共同变化；不能只重拟合另一个n。
• 准备历程预测：若有限速率机制成立，在相同h和r下，不同拉膜/停留历程导致可测的张力、表活分配与早期通量差异；充分弛豫后差异应减弱。没有配套实验数据时只能作为数值预测，不能称为已实验验证。
• 黑膜预测：在匹配化学条件下改变外压或边界吸力，比较稳定厚度及动态前沿；薄膜压力平衡与黑斑成核是两项不同检验。

先估计交换、跨膜扩散、边缘流动和整膜排液的时间尺度。可用 τ_exchange/τ_edge 等比值组织结果，但不提前宣布存在通用塌缩曲线，也不凭一次消融宣布因果成立。

05｜方法展开：局部解析、守恒耦合、物理黑膜

A．明确两种液体输运，避免重复计数

把膜表面材料运动携带的液体与相对表面的排液通量分别记账。示意连续式如下；它只是变量组织，既有润滑理论是起点，不能把这条质量方程称为新方程。

其中u_s、q及迁移率须从同一速度分解推导，核对与Chomaz自由膜近似的阶次，不能把面内流动和Poiseuille通量重复加入。实际表活流量还需分别包含两侧表面输运、体相随液体对流和适用的扩散项。

B．先解析一个边缘，再决定是否降阶

一维横截面用于检查压力、夹缩、通量与边界条件；它不能产生或验证二维羽流。随后建立具有沿边方向自由度的局部区域，使用一致材料模型和有几何来源的弯月面条件。局部域尺寸、沿边边界、扰动幅度均做敏感性检查；扰动不用于调出指定羽流形状。

局部与整体接口交换液量、表活及相应功，接口两侧收支等大反向。降阶候选输入包括厚度、化学势、界面状态和曲率，输出为交换通量及可验证的不确定性。若离线构建近似，应公开局部样本、适用范围与保留样本误差；不以实验的n、z(h,t)作训练或拟合目标。

C．按证据加入表面交换动力学

以两侧表面量和体相溶质量为状态，保持总表活收支。近线性响应区可由化学势差和正耗散给出交换；远离平衡时核对质量作用律、详细平衡与凸耗散势，不能随意塞入常系数二次形式。文献缺失的速率先给范围分析；不能把范围扫描最接近实验的点称为预测。

数值上先保证局部交换与排液子步的可行性、守恒及相应耗散，再检查力学、输运、重映射和边界功组成的完整收支。冻结迁移率、分裂误差及非线性未收敛步均报告。不预先承诺一次Newton解全部变量。

D．从分离压到黑膜，而非把粒子涂黑

按相同溶液的表面张力、盐、温度与外压选择分离压及短程作用；逐项注明测量来源和建模选择。先验证压力—厚度，再检验排液到稳定薄膜、前沿和液量重分布。黑膜过渡区域需要解析或单独论证正则化尺度；不能把任意加宽的前沿当作材料预测。

如确需热涨落，噪声协方差应与离散迁移率及温度相容，状态依赖噪声的随机解释/漂移也需核对。不得把加在粗层的任意噪声幅度称为实温涨落；多个种子只在热成核场景必要，确定性平衡检查不靠随机种子增加工作量。

06｜最小实验包：每个新主张对应独立证据

本表百分比是拟定的内部数值检查目标，不是已达到的误差，也不是实验吻合的替代标准。实验接受范围由实际测量误差、初态/参数不确定性和拟合稳定性决定，不能只要求某次n落进一个区间。

对比范围必须更新：Ishida2020、Huang2020、thin-film SPH2021、MELP2022、涡粒子—网格2024、Lalli–Giusti2024，以及2025–2026交换研究。能复现的相同算例做直接对照；不能复现或物理范围不一致时，明确写模型层面对比，不虚构性能结论。[R7–R14]

07｜六组论文图：先证明机制，再制作主视觉

1. 从排液到黑膜的主视觉：真实计算状态和物理时间；标明哪些是实参预测、哪些只是定性演示。
2. 局部—整体方法：交界解析区域、材料运动与相对通量、接口液量/表活/功的收支。
3. 机制图：边缘分辨率和通量、界面响应及必要的消融；H2未成立时不制作“界面记忆导致排液”的结论图。
4. 同装置与保留工况：完整条纹轨迹、T(h)、绝对时间、几何/宽度响应；同时展示失效范围。
5. 黑膜：匹配材料的压力—厚度图、SI动态形成与前沿；有统计主张才展示多种子区间。
6. 数值和成本：局部/整体收敛、时间步、收支、整体耗时与峰值内存。

新增科学图用学术红蓝配色，输出PNG并同时输出可行的矢量PDF；粒子场按圆盘绘制，观看页可离线打开。图形学视觉表达服务于已验证的物理过程。

08｜78天推进表：按证据逐步增加复杂度

2026-11-11核对官方日期：提交表单及冲突信息2027-01-21、论文01-28、上传01-29，均22:00 UTC；投稿细则仍待公布。内部主要结果冻结01-10、正文定稿01-25。[R1]

阶段日期是研究组织安排，不是对运行速度和机制成立的保证；不同时开展全套边界、胶束、三维几何、GPU和破裂拓扑重写。

09｜什么结果值得继续，什么结果应当收缩

• 11/22：H0成立则先修验证；H1成立则集中边缘处理；H2有独立响应证据才加入交换动力学。均无证据时用局部守恒/量纲和边界输入审计定位，不直接扩大参数扫描。
• 12/06：若新边界只改变n但局部通量不收敛，不进入大装置长跑；若降阶误差不可控，使用在线局部解析或缩小场景。没有独立方法增量时重新审视论文定位。
• 12/20：至少需要一个可验证的方法贡献、主实验和保留条件。只有漂亮羽流或一个指数吻合，不能视为SIGGRAPH证据完成。
• 01/10：排液与方法成立、动态黑膜未闭环，则采用不含黑膜的题目；核心实验和独立贡献仍不成立，则保留研究记录并调整投稿节奏。

题目随证据确定：当前用“从排液到黑膜”作为研究范围；若C1与全链验证成立，可用 Conservative Particle Simulation of Soap-Film Drainage and Black-Film Formation with Resolved Border Exchange。若只完成排液，使用 Conservative Particle Simulation of Soap-Film Drainage with Resolved Border Exchange。尚不使用First、Parameter-Free或已验证的Predictive作为结论性标签。

10｜范围、资源和复现纪律

③负责：单膜热力学、局部膜—弯月面物理、排液与实验条纹、物理黑膜；代码进入thin_film/。局部有限储库可作为单膜边界诊断，但不另写⑥的Plateau网络。⑥负责：网络液量、运动耦合和泡沫事件；真正开孔后的液环/液滴归CODA，空气动力学归GUST，高阶算子归PUMA，GPU后端归HASTE。跨项目依赖由所属分支实现再审查合入。

黑膜开洞仍列为扩展目标：在形成黑膜与临界厚度证据之后，记录可能的失稳/成核判据、事件前液量与动量，并与CODA协商接口；没有物理破裂验证时不加任意厚度阈值宣称预测。不会为了保留原文“开洞”一词把液环和碎裂并入③核心时间表。

成本先测：既有小规模约35–60分钟/物理秒是历史记录，当前机器和新局部模型均先跑0.1–0.5s或更短诊断测成本。先做符号分解复用和组装剖析，不依赖HASTE按时交付。与⑥并行时按实际精力保留工作上限，不将未经确认的70/30比例写作团队承诺。

主装置长跑启动前先写出总步数、实测每步成本、所需分辨率和可承担的墙钟预算。若预算无法覆盖16×5 mm装置及必要重复，应优化或选有完整参数的另一已发表装置，并重新声明验证对象；不能以小框架替代后仍声称复现原装置。

长运行：记录提交、完整环境、参数、日志、帧位置、墙钟、内存及未收敛步；日志进results/logs/，超过5MB帧不入Git。用户要求：每次训练预计超过2小时，启动时设置每30分钟监视任务；本项目若启动超过2小时的模拟也采用同样监视频率，检查进度、收支、求解失败与输出增长。没有启动长任务时不创建空监视任务。

分支：继续使用p3-codex-development的独立工作树；不切换其他会话分支，不重建归档分支，只显式暂存本项目路径。结果变化时同步README、RESULTS和结果页。每次运行清理本次VF_*环境变量。

这份规划只修订研究问题、方法候选和验收标准。本轮未实现C1/C2/C3、未运行新实验，也未把此前的定性黑斑或数值检查升级为实验验证。