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當前測試狀態 - 資訊整理

根據您的要求,以下是當前實現的詳細資訊:


1. Monte Carlo 不確定度分析

當前設定(範例中)

擾動參數清單

  • mdot (質量流率)

    • 分佈:Gaussian
    • 均值:0.8 kg/s
    • 標準差:0.05 kg/s
    • 範圍:未明確(理論上 -∞ 到 +∞,實際應截斷)
  • v_e (排氣速度)

    • 分佈:Gaussian
    • 均值:3000.0 m/s
    • 標準差:50.0 m/s
    • 範圍:未明確
  • p_e (排氣壓力)

    • 分佈:Gaussian
    • 均值:50000.0 Pa
    • 標準差:5000.0 Pa
    • 範圍:未明確

固定參數

  • p_a = 10000.0 Pa
  • A_e = 0.01 m²

相關性

  • 未定義:目前假設所有參數獨立(無 covariance)

採樣設定

  • 樣本數:n = 1000
  • 隨機種子:未固定(不可重現)

輸出 KPI

  • ✅ 僅推力(單一輸出)
  • ❌ 缺少:max-q、max heat flux、燃料裕度、最小 MS、最大姿態誤差

誤差估計

  • 缺少:P90 的 bootstrap CI(例如 P90 = 3.01 ± 0.04 kN)

2. 敏感度分析

當前設定(範例中)

輸出 KPI

  • 僅推力F = mdot * v_e + (p_e - p_a) * A_e
  • 缺少:max-q、max heat flux、燃料裕度、最小 MS、最大姿態誤差

分析方法

  • 一階敏感度(有限差分)
  • 正規化:S = (df/dx) * (x/f)

擾動量

  • mdot: ±0.01 kg/s
  • v_e: ±10.0 m/s
  • p_e: ±1000.0 Pa

當前結果

  • mdot: S = 0.857 (85.7%)
  • v_e: S = 0.857 (85.7%)
  • p_e: S = 0.179 (17.9%)

問題

  • 兩個參數敏感度完全相同(85.7%)表示:
    1. 正規化方法導致對稱性
    2. 或只看單一輸出(推力)而非任務 KPI

3. V&V 守恆檢查

當前誤差指標定義

能量守恆

  • 公式:E = 0.5*m*V² - μ*m/r
  • 誤差:ΔE = |E_current - E_initial|
  • 相對誤差:|ΔE/E_initial|
  • 門檻:< 1e-6(數值誤差容許)

角動量守恆

  • 公式:H = m * r × v
  • 誤差:ΔH = ||H_current - H_initial||
  • 相對誤差:|ΔH/||H_initial|||
  • 門檻:< 1e-6

質量守恆

  • 誤差:Δm = |m - m0|
  • 相對誤差:|Δm/m0|
  • 門檻:< 1e-9

當前缺失

缺少明確指標

  • max|ΔE/E| 隨時間的變化
  • max|ΔH/H| 隨時間的變化
  • 時間長度:未記錄
  • 步長:未記錄
  • 初始條件:未記錄
  • 外力關閉條件:未明確驗證

缺少收斂階數

  • 未計算 log-log 斜率(應接近 4 表示 RK4 收斂)
  • 未提供 reference 解(更小 dt 或高階法)

4. 載荷案例

當前違反案例(範例中)

4 個違反案例

  1. max_q (最大動壓)

    • 當前值:55.0 kPa
    • 限制值:50.0 kPa
    • 違反量:+10%
    • 類型:氣動載荷
  2. max_load_factor (最大過載)

    • 當前值:12.0 g
    • 限制值:10.0 g
    • 違反量:+20%
    • 類型:慣性載荷
  3. max_bending (最大彎矩)

    • 當前值:12.0 kN*m
    • 限制值:10.0 kN*m
    • 違反量:+20%
    • 類型:結構載荷
  4. thermal_gradient (熱梯度)

    • 當前值:600.0 K
    • 限制值:500.0 K
    • 違反量:+20%
    • 類型:熱載荷

裕度分析

  • 最小裕度:0.11
  • 瓶頸案例:['max_q']

當前缺失

缺少自動閉環設計

  • 未自動提出可行改動
  • 未進行迭代優化
  • 未輸出 trade-off 分析

缺少載荷案例類型

  • 未包含:屈曲、疲勞、振動等

5. ISA 模型檢查

當前狀態

檢查方式

  • ✅ 適用範圍檢查(Mach、高度、溫度、攻角、Re)
  • 缺少:與標準表比對
  • 缺少:最大相對誤差
  • 缺少:誤差分佈(哪個高度範圍誤差最大)

6. 事件系統

當前測試

測試內容

  • ✅ 單一事件偵測(max-q)
  • ✅ 事件處理器執行

當前缺失

缺少競合測試

  • 未測試:max-q + 熱上限 + 燃料耗盡同時逼近
  • 未定義:優先級與處理順序

缺少事件定位精度

  • 未測試:事件時間誤差(應 < 1e-3 s)

缺少連續性檢查

  • 未測試:節流降低後是否產生非物理跳變
  • 未檢查:速度/角速度瞬跳

7. 座標系一致性

當前測試

測試方式

  • 純數學互逆轉換(ECI ↔ ECEF)
  • 誤差:< 1e-15(接近浮點極限)

當前缺失

缺少物理一致性測試

  • 未測試:在 ECI/ECEF 下同一物理情境得到的軌跡 KPI 是否一致
  • 未測試:風場定義在 NED 時,轉到 ECI 再算空速/動壓,是否和直接在 NED 算一致

8. 可重現性

當前缺失

缺少完整可重現包

  • 未記錄:config(含 random seed)
  • 未記錄:模型版本(aero table hash、material db hash)
  • 未記錄:git commit
  • 未記錄:依賴版本(pip freeze)
  • 未記錄:輸出摘要(KPI + plots)

缺少回歸測試

  • 未定義:模型或係數更新後,哪些 KPI 允許變、哪些不允許變(tolerance gates)

總結:需要補齊的缺口

立即需要

  1. Monte Carlo 擴充

    • 多 KPI(max-q、max heat flux、燃料裕度、最小 MS、最大姿態誤差)
    • Bootstrap CI 誤差估計
    • 參數相關性(covariance)
    • 固定 random seed
  2. 敏感度分析擴充

    • 多 KPI 敏感度排名
    • 明示「本敏感度只針對輸出 XXX」
  3. V&V 報告格式

    • Case ID / Input Hash / Model Version / Metric / Threshold / Result / Plot
    • 明確誤差指標定義
    • 收斂階數計算
  4. 載荷案例自動閉環

    • 自動提出可行改動
    • 迭代優化
    • Trade-off 分析
  5. 事件系統競合測試

    • 同時事件優先級
    • 事件定位精度
    • 連續性檢查
  6. 可重現性包

    • 完整 config + 版本資訊
    • 回歸測試 tolerance gates

下一步:請確認以上資訊是否準確,我將據此生成完整的工程級 V&V 報告。