解讀氣流模擬結果
解析氣流研究或 GPU LBM 執行產生氣流場後，可以使用本指南進行審查。結果解讀需要把視覺化與可追溯的工程證據對應起來：氣流經過哪些區域、在目標區域的作用強弱、幾何結構如何改變氣流，以及氣流如何影響指定的移動物體。
前提條件
| 條件 | 作用 |
|---|---|
| 已審查的執行識別 | 每張圖片和每項指標都需要對應到場景、氣流場和執行版本。 |
| 明確的工程問題 | 結果解讀應聚焦會影響決策的物理量。 |
| 可比較的基線 | 基線有助於說明方向和幅值的變化。 |
| 單位和縮放記錄 | 速度、力、力矩、位置和時間需要使用一致的單位。 |
| 審查位置 | 約定的點、截面、路徑或物體表面使比較可以重複。 |
審查流程
1. 確認氣流場脈絡
先檢查氣流場套件，再檢查渲染圖片。確認場景版本、模擬域邊界、網格解析度、氣源設定、求解路徑、取樣期間、縮放和校準版本，並核對圖片中的幾何是否與執行識別一致。
比較候選方案時使用統一的圖例和顏色範圍。顏色範圍發生變化，會讓相近的場看起來差異很大，也可能掩蓋實際差異。
2. 同時讀取速度大小和方向
速度大小說明氣流在哪些區域較強或較弱；箭頭、流線或軌跡說明氣流向哪裡移動。兩者需要結合判斷：
- 較強氣流如果方向不正確，仍可能錯過目標區域；
- 低速回流區也可能影響停留時間或物體穩定性；
- 多組氣源可能互相增強、偏轉或抵消；
- 開口或罩體可能把主氣流引向預期區域之外。
將觀察結果記錄到固定座標或已命名的場景區域，方便後續重複審查。
3. 使用截面和分布進行比較
在約定的下游距離、開口、物體進入區域或關鍵間隙建立審查截面。所有候選方案都應在相同截面上比較速度分布、積分氣流指標和重要梯度。
當決策涉及中心線衰減、氣流寬度、對稱性或近壁氣流時，可以使用線分布；需要比較目標區域獲得多少氣流時，可以使用截面平均值。結果套件應保留截面原點、法向、尺寸和取樣解析度。
4. 審查幾何與氣流的交互作用
檢查牆面、罩體、導向結構、開口和狹窄通道周圍的氣流。關注分離、回流、阻塞、非預期洩漏，以及薄結構附近的劇烈變化。當氣流路徑與場景不一致時，將氣流圖與固體表面或體素視圖對照。
近壁結果對解析度和邊界處理較為敏感。使用驗證記錄確認相關物理量是否已經達到目前決策所需的收斂程度。
5. 解讀力與力矩
氣流場與移動物體耦合時，應先確認氣流場已通過相應用途的審查，再分析力和力矩。
| 結果 | 審查重點 |
|---|---|
| 合力 | 方向、大小、隨時間的穩定性，以及與預期運動的關係。 |
| 合力矩 | 轉軸、正負方向、峰值，以及與物體姿態和質心的關係。 |
| 表面貢獻 | 物體哪些區域對積分結果貢獻最大。 |
| 時間序列 | 穩態反應、振盪、瞬態峰值和對時間步長的敏感度。 |
| 整體統計 | 多個物體、隨機種子或重複執行的分布，而不是單條表現較好的軌跡。 |
將異常運動歸因於氣流模型前，應先檢查質量屬性、質心、表面取樣和執行環境設定。
6. 使用一致條件比較方案
基線和候選方案應使用一致的幾何、審查位置、輸出單位、視覺化範圍、執行環境設定和決策指標。每次修改計畫中的變數組合，並記錄全部變更。
方案比較表應包含：
- 候選方案識別和變更輸入；
- 氣流場版本和執行環境版本；
- 約定位置上的速度或分布指標；
- 用於決策的力、力矩、姿態或工藝指標；
- 重複執行之間的波動；
- 審查結論和剩餘不確定性。
預期輸出
審查應形成一份簡潔的結果解讀套件，包含氣流場識別、統一視覺化範圍、帶標註的審查截面、分布比較、力與力矩證據、方案指標、限制和審查結論。
驗證清單
- 每項視覺化和指標都對應到正確的氣流場和執行版本。
- 單位、座標系統、圖例和顏色範圍明確。
- 基線和候選方案使用相同審查位置和指標。
- 速度大小和方向已經結合審查。
- 力與力矩對應到物體識別和質量屬性。
- 軌跡敏感時可以看到重複執行的波動。
- 近壁或高梯度結論有驗證證據支援。
問題處理
| 現象 | 處理方式 |
|---|---|
| 圖片看起來不同，但指標接近 | 統一圖例、範圍、視角和審查截面後重新比較。 |
| 強氣流區域出現在非預期位置 | 檢查氣源方向、幾何版本、固體表示和座標。 |
| 力的方向與氣流場不一致 | 檢查表面法向、物體姿態、相對速度和力積分設定。 |
| 結論主要由單次執行決定 | 增加重複執行，比較分布或彙總指標。 |
| 近壁結論仍不穩定 | 細化網格或升級分析後再接受該指標。 |