物理模拟
平衡、输运与多物理模型
01 / KNOWLEDGE
从你的研究领域出发。
按专业查找模型、工具和原始资料。
03 / TOOLS & METHODS
需要时，再深入一步。
数字孪生架构
测量与模型为决策提供依据；数字孪生不替代实体验证或安全系统。
查看总体架构原图 ↗00—01 / FUSION DIGITAL TWIN SYSTEM MAP
一个装置 · 一条数字主线 · 十项协同能力
聚变数字孪生不是三维外观，也不是一个万能求解器；它是贯穿设计、建造、调试、运行、维护升级与退役，以配置受控的数据、经验证的多保真模型和可追溯证据支撑人机决策的持续系统。
ONE ASSET · ONE DIGITAL THREAD · TEN COORDINATED CAPABILITIESCAPABILITY FOCUS / 能力聚焦
10 · 智能原生 / AI-NATIVE — 受治理的跨域赋能轨道
实体装置→诊断感知→数据基座→总体集成→人机交互→集成控制→安全与授权门
ONE CONFIGURATION-CONTROLLED DIGITAL THREAD
全生命周期 LIFECYCLE
μs—数十年以同一装置身份、配置基线和证据链连接全周期决策，同时容纳实时闭环与长期工程演化。
证据门：配置、时间、坐标、单位、不确定度、来源与 V&V 状态必须共同绑定。DIGITAL TWIN DECISION LOOP
观测 → 同化 → 估计 → 预测 → 量化不确定度 → 人机决策 → 安全执行 → 证据回写
点击任一模块查看输入、输出、AI 作用与可信边界；点击生命周期阶段查看能力权重如何随装置状态变化。
任何预测都必须绑定配置、时间、坐标、单位、不确定度、来源与 V&V 状态。NESTED CLOCKS / 嵌套时间尺度
μs—ms采集、联锁与快速保护ms—s状态估计、位形与稳定性控制s—h脉冲、排热、热工与辅机过程h—月实验计划、运行周期与检修年—数十年设计、老化、升级与退役
观测 / 数据流模型耦合配置 / 证据经验证控制AI 候选与加速
图中生命周期为示意性典型范围，不是项目工期承诺；模块强度表示相对参与程度，不表示技术成熟度或安全等级。维护升级与运行可重复交叠，能量转化对纯实验装置可能不适用。
十个模块包括：物理模拟、工程仿真、集成控制、诊断感知、能量转化、辅机模拟、人机交互、数据基座、总体集成、智能原生。人工智能不得直接连接装置执行器；安全相关动作仍由确定性保护、联锁、经验证控制逻辑和授权机制约束。
开发路线图
05 / PHASE I IN THE FULL PROGRAM
一期先闭合一条可信数字线程，
不是一次建成完整的聚变电厂孪生。
一期以 EXL‑50U 为首个装置载体，把知识、CAD、CAE 接口、EFIT 炮数据、模型调用、结果分析与证据治理连成可复现的窄域孪生。下图把这条路线严格映射到总览的十个模块，并把一期之后尚未建设的部分保留下来。
- 00当前基线
知识与数字资产可见
证据图谱、专业知识域、数字样机、炮数据回放和治理骨架已经形成。
- 01一期建设 · R0 → R1
EXL‑50U 可验证窄域孪生
当前位于 R0 控制服务化到 R1 窄域数字影子之间：以单装置、单场景和可追溯数据链为边界，先闭合 CAD / CAE / EFIT / 模型 API / 结果分析。
- 02二期扩展
多物理与运行协同
扩展更多炮、诊断、工程结果和模型，进入联合仿真、在线校准、SIL/HIL 与持续 VVUQ。
- 03远期目标
聚变电厂全生命周期孪生
补齐能量转化、辅机、维护和整厂决策，贯通设计、建造、运行、升级与退役。
PHASE I MAINLINE · 一期能力边界 G0—G2
08 数据基座→01 物理 / 02 工程→04 诊断验证→10 受控代理→07 可视交互
09 总体集成负责装置包、接口与证据门编排；03 集成控制一期只保留受控接口；05 / 06进入后续主体建设。TEN-CAPABILITY SCOPE MAP
一期切入点与后续缺口
现有基线一期建设一期后缺口
- 01 · 物理模拟一期主线
围绕单炮建立平衡位形、工况、模型版本和误差说明的一致时间轴，形成可重放的窄域物理孪生。
- 02 · 工程仿真一期主线
冻结 EXL‑50U 几何、材料、载荷和坐标基线，接入首个可校核 CAE 模型及版本化结果场。
- 03 · 集成控制一期支撑
先定义状态、目标、约束、执行器和回放接口，完成离线场景复现；一期不让 AI 或网页直连装置。
- 04 · 诊断感知一期主线
把炮号、采样时间、诊断几何、标定、质量标记和反演版本绑定到同一可追溯观测包。
- 05 · 能量转化后续为主
一期只保留数据与接口占位，明确未来从聚变热源到净电力的输入输出合同。
- 06 · 辅机模拟后续为主
一期在装置资产和接口模型中预留辅机身份、状态、设定值、联锁与负载字段。
- 07 · 人机交互一期支撑
把模型、数据、时间轴、告警解释和人工审核组织为面向研究人员的统一工作台。
- 08 · 数据基座一期主线
统一装置/部件/炮号/时间/坐标/单位标识，固化血缘、校验和、权限与模型—结果版本关系。
- 09 · 总体集成一期支撑
以 EXL‑50U 为样板冻结装置包、场景配置、模型 API、结果合同和证据门，跑通一条可复现数字线程。
- 10 · 智能原生一期主线
让模型只在受治理数据和工具权限内完成检索、分析、代理模型调用与候选建议，并保留人工审核。
六个能力门表达依赖顺序与建设边界，不是项目完成率、TRL、预算比例或工期承诺；“页面已存在”也不等同于工程能力已验收。
| 编号 | 模块 | 一期角色 | 已形成 | 一期建设 | 后续缺口 |
|---|---|---|---|---|---|
| 01 | 物理模拟 | 一期主线 | 已形成物理代码、论文与装置证据地图，并接入 EXL‑50U EFIT 位形逐帧展示。 | 围绕单炮建立平衡位形、工况、模型版本和误差说明的一致时间轴，形成可重放的窄域物理孪生。 | 仍缺输运、MHD、边界、粒子与中子等高保真模型耦合，以及在线同化、适用域和不确定度闭环。 |
| 02 | 工程仿真 | 一期主线 | 已形成工程知识域、CAD 数字样机、多装置目录和部件级显隐、剖切与透明控制。 | 冻结 EXL‑50U 几何、材料、载荷和坐标基线，接入首个可校核 CAE 模型及版本化结果场。 | 仍缺电磁—热—结构—流体—中子跨域耦合、网格映射、试验校核、寿命模型和持续 VVUQ。 |
| 03 | 集成控制 | 一期支撑 | 已按 T0–T9 建立控制任务、装置 PCS、论文代码与证据等级图谱。 | 先定义状态、目标、约束、执行器和回放接口，完成离线场景复现；一期不让 AI 或网页直连装置。 | 仍缺实时状态估计、确定性调度、SIL/HIL、故障注入、保护独立性和经授权的闭环验证。 |
| 04 | 诊断感知 | 一期主线 | 已建立 DG0–DG11 诊断知识域、装置档案、反演证据链和 EFIT 位形/信号联动界面。 | 把炮号、采样时间、诊断几何、标定、质量标记和反演版本绑定到同一可追溯观测包。 | 仍缺更多诊断原始链路、实时质控、多模态融合、合成诊断、漂移监测和盲测验收。 |
| 05 | 能量转化 | 后续为主 | 总览中已定义包层热取出、热力循环、厂用电和电网的能力边界。 | 一期只保留数据与接口占位，明确未来从聚变热源到净电力的输入输出合同。 | 仍缺包层与一次/二次回路模型、发电循环、动态效率、储能、厂用电和电网协同的完整验证链。 |
| 06 | 辅机模拟 | 后续为主 | 总览中已划定真空、低温、加热、燃料、冷却和电源等辅机范围。 | 一期在装置资产和接口模型中预留辅机身份、状态、设定值、联锁与负载字段。 | 仍缺设备动态、故障传播、联锁逻辑、维护状态、厂用能耗和整厂瞬态联合仿真。 |
| 07 | 人机交互 | 一期支撑 | 已形成知识检索、三维样机、部件控制、炮号切换、动画回放和证据查看界面。 | 把模型、数据、时间轴、告警解释和人工审核组织为面向研究人员的统一工作台。 | 仍缺运行员任务分析、告警治理、方案比较、沉浸交互、可用性试验和人在回路授权设计。 |
| 08 | 数据基座 | 一期主线 | 已具备模型清单、公开资产边界、派生数据索引、知识快照、来源链接和基础版本合同。 | 统一装置/部件/炮号/时间/坐标/单位标识，固化血缘、校验和、权限与模型—结果版本关系。 | 仍缺生产级时序与对象存储、主数据治理、流式接入、质量规则、长期归档、灾备和私有空间。 |
| 09 | 总体集成 | 一期支撑 | 已形成十模块总架构、多装置数字样机入口和跨知识域导航，但尚不是整厂协同仿真器。 | 以 EXL‑50U 为样板冻结装置包、场景配置、模型 API、结果合同和证据门，跑通一条可复现数字线程。 | 仍缺需求与配置管理、联合求解、跨域时间协调、全局不确定度、变更影响和电厂级 VVUQ。 |
| 10 | 智能原生 | 一期主线 | 已形成证据检索、知识图谱、受控问答、身份/额度设计和智能体候选审核边界。 | 让模型只在受治理数据和工具权限内完成检索、分析、代理模型调用与候选建议，并保留人工审核。 | 仍缺生产模型服务、评测与漂移监控、私有数据隔离、可靠任务编排、回退机制和独立安全批准。 |