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源码与冻结状态诊断 · 2026-11-13

粒子怎么动,
不等于水只会怎么流。

模型中既有粒子运动,也有液体相对粒子的排液。独立物理参照需要同时检查这两部分,不能只拿粒子速度代表整层液体。

这次做的是带条件的重建。假设节点速度代表两个界面的共同速度,并采用准静态平行液层剖面,再检查可能的内部流动。我们没有证明这个假设适用于原生模型,没有改变其动量或能量账本,也没有得到真实三维速度场。

源码里实际有两种运动

节点带着表活移动

机械子步更新节点位置,节点携带的液量和表活量保持不变。记录的速度来自位移除以时间步。

液体还会相对节点流动

排液子步另用压力差和 h³/(12μ) 迁移率传输液量,表活量在这个子步保持不变,并另行输运动量。

原生惯性与动能使用节点速度。仅凭这些离散定义,还不能唯一认定它是界面速度或整层平均速度;这正是后续连续物理参照需要澄清的地方。

已有状态中,相对流动是否很小?

读取原来已完成的 20、10 微米网格细时间步结果,在同一 10 微秒时刻、x=240 微米切面重建压力梯度。节点速度、滞后厚度和最终压力的取法与已有切面诊断一致,原始文件逐个校验,没有重跑轨迹。

两个冻结网格的节点速度、相对速度与条件平均速度
蓝:记录的节点速度;红:独立压力梯度恢复的相对速度;灰:在本假设下两者相加的液层平均速度。曲线为 x 分量,表格的 RMS 使用两个平面分量并按切面液量权重计算。矢量 PDF
原网格节点 RMS
mm/s
相对 RMS
mm/s
相对/节点条件剖面/节点匀速
截面动能比
20 μm1.477.615.1922.97
10 μm4.386.801.556.98

在这两个冻结状态的重建中,相对速度没有小到可以直接忽略。因此,下一步的物理参照应分别保留界面运动与内部流动,而不能仅凭粒子速度核对所有惯性和通量。

表中动能比是条件剖面与节点匀速假设的比较,不是原生模型的动能误差,也不是应补入现有账本的“缺失能量”。两个网格本来尚未通过空间收敛,不能从这张表外推真实膜。

重建本身核对了什么?

恢复的材料/相对液量流率复现已有切面数据,相对差异小于 10⁻¹⁰;切线长度核对通过。用独立高斯积分核对抛物线剖面的平均速度和二阶矩,误差小于 10⁻¹²。它们证明读取与计算一致,不能代替物理验收。

在本剖面假设下,平均速度为 uₛ+a,a=−h²∇p/(12μ),h 是完整厚度。二阶矩包含 |uₛ|²+2uₛ·a+6|a|²/5;相对于平均速度的正剪切方差为 |a|²/5。这些经典关系没有写入求解器。

参考已有工作,下一步怎么走?

Lalli 与 Giusti(2024,JFM 986,A7)式 2.38 区分界面速度与内部速度,并进一步用界面应力平衡决定界面速度。我们只借鉴其变量区分,没有采用磁性、颗粒或表面黏度参数。经典剪切/伸展分解已有研究,不能作为本项目的新贡献。

下一步应建立边界条件一致的局部物理参照,联合核对通量、界面应力与功;根据时间尺度证据决定是否保留内部动态。此前的固定界面启动诊断提示,准静态响应本身也需检验。不能先拟合一个速率,再宣称完成边缘交换预测。

5 微米主计算保持原样。原 2% 时间、10% 空间与 10/50/200 微秒检查、物理通量/牵引力、交换系数、薄膜元厚度比及整体条纹/保留工况实验仍全部开放。

完整数据、来源与限制

事前计划 · 源码与原始输入哈希 · 全部结果与算术核对 · 20 微米切面数据 · 10 微米切面数据 · 本地文献来源 · 复现入口

压力梯度为不相容恢复;剖面忽略非稳态、倾斜界面、横向黏性与开边界匹配。节点速度作为界面速度只是条件解释,真实自由膜未被验证。