面向 Physical AI 的氣流模擬

當氣流可能影響設備或移動物體的行為，而團隊需要在變更實際設施前比較不同方案時，可以使用本指南。常見問題包括氣源位置、多組氣源之間的交互作用、牆面和罩體對氣流的影響，以及氣流施加在移動物體上的力與力矩。

這套流程將可用於模擬的 USD 場景、符合問題需求的氣流模型、可重複使用的場資料，以及 PhysX 或 Newton 等物理執行環境連接起來，用於快速工程比較與經過審查的情境驗證。

端到端流程

工程問題	建議路徑	可以得到什麼
氣源是否朝向預期區域	解析氣流模型	快速檢查方向與作用範圍，適合早期反覆測試。
多組氣源、牆面或罩體會如何改變氣流	GPU LBM 研究	在選定解析度下取得包含交互作用與回流的三維場。
移動物體會如何回應已審查的氣流場	烘焙場結合 PhysX 或 Newton	為重複剛體情境提供一致的力與力矩輸入。
設計是否符合最終氣動、熱、污染或安全驗收	專項工程分析	在快速比較流程之外完成更高擬真度分析、量測與專業審批。

應選擇能夠回答目前問題的最低成本模型。解析模型適合篩選候選方案；當幾何形狀和氣源交互作用會顯著影響決策時，再使用 GPU 氣流求解。若決策依賴最終壓力、傳熱、紊流細節、污染控制或受監管的驗收門檻，仍應進入專項工程分析。

輸入	審查要求
USD 場景或已核准的幾何套件	確認版本、比例、原點、方向和使用權限。
模擬域	記錄邊界、解析度、固體表面、開口和排除的幾何。
氣源	記錄位置、方向、有效開口、運作狀態和每項輸入的來源。
移動物體	記錄幾何、質量屬性、質心、碰撞表示和相關限制。
執行環境選擇	記錄情境使用烘焙場審查、PhysX、Newton 或其他已核准執行環境。
審查問題	明確需要比較的方案，以及接受或否決方案所需的證據。

需要反覆執行的剛體研究，應先完成氣流場求解與審查，再進入執行環境實驗。同一個已核准場可以在多組物體位置、姿態、隨機種子或運作方案中重複取樣，將氣流場計算成本與設備行為的重複實驗成本分開。

當幾何、氣源設定、模擬域解析度、邊界處理或校準假設發生變化時，應建立新的氣流場版本。

這套流程用於工程比較和情境驗證。結果取決於幾何品質、邊界條件、解析度、物理假設和校準證據。現場部署仍需經過專案負責人的工程審查、安全檢查與現場驗收流程。

現象	處理方式
氣流場沒有沿預期路徑發展	檢查幾何比例、固體表面、開口和邊界設定。
方案排序會隨解析度變化	選擇方案前先完成網格敏感度研究。
物體反應不穩定	檢查場資料縮放、物體屬性、執行環境時間步長及力或力矩限制。
輸入證據不完整	將情境保持在待審查狀態，並記錄缺少的資料來源或校準證據。