排查气流仿真问题
当气流场、烘焙场包或耦合物理运行结果与工程预期不一致时，可以使用本指南。调整求解器或运行时参数前，应先检查标识、单位、几何和气源设置。
前提条件
排查前收集以下证据：
- 场景、几何、气流场和运行 ID；
- 求解路径、版本、分辨率、运行窗口和硬件；
- 坐标系、单位、仿真域边界和边界设置；
- 气源配置和输入来源；
- 固体表面或体素预览；
- 气流场可视化和约定截面分布；
- 运动物体属性和运行时设置；
- 错误信息、警告或异常指标；
- 可用时提供基线或此前接受的结果。
排查流程
常见现象
| 现象 | 首先检查 |
|---|---|
| 气流穿过墙面或罩体 | 几何版本、比例、薄表面、体素分辨率和边界分配。 |
| 气流在开口区域停止或反射 | 仿真域开口、入口或出口处理、固体掩膜和仿真域范围。 |
| 气流方向相反 | 气源方向向量、场景变换、坐标系方向和单位换算。 |
| 气流场不稳定 | 气源缩放、时间步长、模型稳定范围、边界处理和网格分辨率。 |
| 候选方案排序会随网格变化 | 决策位置和关键表面附近的网格收敛。 |
| 烘焙场与已审阅气流场不一致 | 场版本、原点、网格间距、方向、缩放和插值范围。 |
| 物体向非预期方向运动 | 表面法向、相对速度、质量属性、质心和力的方向。 |
| 力或力矩出现尖峰 | 采样密度、物体接触事件、时间步长、场边界穿越和限制值。 |
| PhysX 和 Newton 的结果不同 | 运行时版本、碰撞表示、接触设置、时间步长和汇总决策指标。 |
检查标识和坐标
确认所有产物属于同一个场景版本。比较 USD 场景原点、求解域原点、气流场原点、物体变换和运行时坐标系，并核对长度、速度、质量、力、力矩和时间单位。
坐标或单位不一致时，画面仍可能看起来合理，但采样和物体响应会出现错误。在场景和气流场中选取同一个已知参考点，验证两者是否对齐。
检查几何和固体表示
将可视化场景与气流求解实际使用的几何进行比较。检查薄罩体、狭窄缝隙、开放边、反向表面、重复表面，以及靠近仿真域边界的物体。从多个视角审阅固体掩膜或体素预览。
重要几何小于当前网格尺寸时，可以将其简化成可解析的工程表示，或提高相关区域的分辨率。变更需要建立新的几何和气流场版本。
检查仿真域和边界
确认仿真域覆盖气流形成、相互作用和下游审阅所需的区域。检查每处墙面、开口、入口和出口设置。当边界可能影响目标区域时，使用更大仿真域进行对比。
通过约定截面分布识别边界附近的反射、截断、异常加速或损失。结果包中需要保留边界假设。
检查气源定义
逐一检查气源的位置、方向、有效开口、启用状态、缩放和输入来源。在与场景相同的坐标系中显示气源原点和方向。多组气源的相互作用难以解释时，可以将单气源运行与多气源运行进行对比。
标定变更需要通过版本化记录管理，并保留原始值、标定值、证据和已批准运行范围。
检查求解和气流场质量
审阅稳定性、残差表现、守恒、采样窗口，以及用于决策指标的收敛性。在解析模型和 GPU LBM 预期具有一致整体方向的位置，可以进行交叉对比。
结果对分辨率敏感时，使用粗、中、细网格进行比较。决策指标尚未稳定的研究应保持待审阅状态。
检查烘焙场复用
加载烘焙场前，确认场 ID、版本、原点、尺寸、网格间距、单位、缩放和有效范围。选取已知点进行采样，并与已审阅源气流场比较。检查场边界内侧和外侧的行为。
几何、气源、仿真域、求解设置、缩放或标定发生变化时，应建立新的烘焙场版本。
检查力、力矩和运行时行为
验证物体几何、表面法向、采样点、质量、惯量、质心、碰撞表示、时间步长以及力和力矩限制。应将气流场问题与物体接触问题分开审阅。
PhysX 和 Newton 的接触、碰撞和数值步进可能不同。使用能够复现问题的最小有效场景，再比较姿态分布、路径完成情况、力的范围或工艺结果等汇总指标，并在证据中记录运行时专用设置。
预期输出
排查工作应形成根因类别、受影响版本、已审阅证据、修正措施或负责人、重新运行结果和预防说明。修正后的结果使用新版本，并保留此前证据。
验证清单
- 场景、几何、气流场、物体和运行时版本一致。
- 使用已知参考点验证了坐标系和单位。
- 固体几何和边界设置与目标仿真域一致。
- 气源设置和标定证据可以追溯。
- 已审阅求解稳定性和决策指标收敛性。
- 烘焙场元数据和采样值与已批准源气流场一致。
- 已记录运行时专用的接触和步进设置。
- 使用相同审阅位置和指标确认了修正结果。
问题处理
| 结果 | 后续处理 |
|---|---|
| 确认是几何或坐标问题 | 修正场景或工程表示，建立新版本并重新运行。 |
| 确认是边界或气源问题 | 更新版本化配置，并重新执行气流场验证。 |
| 求解结果仍然敏感 | 补充证据、细化模型或升级到专项工程研究。 |
| 确认只有运行时存在差异 | 保留已审阅气流场，对相关运行时单独调试和验证。 |
| 根因仍未确定 | 提交完整证据包和最小可复现场景进行升级处理。 |