# AMESim 子模型公开组件迁移矩阵

状态：规划中  
适用模型：`AmesimModels/test_mql.ame` / `PythonModels.systems.test_mql`  
配套规范：[`component-model-authoring-spec-v1.md`](component-model-authoring-spec-v1.md)

## 目标

本文档把 `test_mql` 中的 AMESim 子模型族拆成可执行的迁移批次。它不是组件注册清单；只有完成公开模型契约、方程实现、最小 XML 编译/仿真测试后，子模型才能加入某个 `library.py` 的 `models` 清单并出现在前端组件库中。

当前原则：

- 不把现有固定拓扑 `TestMqlSystem` 整体注册为公开拖拽组件。
- 不把机械、信号、事件元件提前伪装成可由当前气动求解器仿真的公开组件。
- 可先公开当前 `app.simulation` 求解链路能承载的气动元件：储能、阻性、孔口、三通/四通、准稳态管段。
- 对 AMESim 精确语义尚未复刻的元件，允许先做内部模型或文档化候选，不能在目录中标记为完成。

## 当前求解器能力边界

`app.simulation` 当前支持：

- 物理域：`pneumatic`。
- 端口变量：`p`、`m_flow`、`h_outflow`。
- 流量符号：`m_flow > 0` 表示流入当前组件。
- 网络方程：连接压力相等、连接流量和为零、组件压力-流量残差、stream 焓传播。
- 动态：半显式 ODE，动态组件提供质量和内能状态导数。
- 暂不支持：机械端口、信号端口仿真、事件系统、一般高指数 DAE、AMESim 气体定义组件对全局 medium 的动态切换。

## 子模型族矩阵

| AMESim 子模型 | 数量 | AMESim 角色 | 当前公开状态 | 建议目标 | 先决条件 / 限制 |
| --- | ---: | --- | --- | --- | --- |
| `PNCH023` | 4 | 固定容积气室，带换热 | 候选公开 | `amesim_pnch023`，`storage` | 可基于 `ThermodynamicVolumeComponent`；需按 AMESim `cvol/extemp/kth/sth/gi` 复核质量、能量、换热方程。 |
| `PNCH012` | 8 | 变容气室，带换热 | 参数化第一版公开 | `amesim_pnch012`，`storage` | 已将 AMESim `vol1..4/dvol1..4` 外部体积输入映射为 SI 参数，支持固定/预设体积场景；实时机械耦合仍需后续机械域或输入端口协议。 |
| `PNOR001` | 8 | 常系数气动孔口 | 候选公开 | `amesim_pnor001`，`flow` | 可基于 `AlgebraicComponent`；需按 AMESim `cq/area/Cv/Kv/flowset/gi` 复核双向流、零压差正则化和单位换算。 |
| `PNVO001` | 8 | 信号调制气动孔口 | 第一版公开 | `amesim_pnvo001`，`flow` | 已接入标量信号端口 `res`，可由 `amesim_step0` 驱动开度；精确事件语义和 AMESim baseline 仍留后续修模。固定开度变体 `amesim_pnvo001_fixed` 继续保留。 |
| `PN3NODE2` | 8 | 三端气动节点，压力温度由 port 2 固定 | 候选公开 | `amesim_pn3node2`，`junctions` | 当前 `Tee` 是通用三通近似；AMESim port 2 参考温压语义和 stream 混合需单独测试。 |
| `P4NODE2` | 8 | 四端气动节点，压力温度由 port 2 固定 | 候选公开 | `amesim_p4node2`，`junctions` | 需要新增四端 junction 基类/模型；复核 port 2 参考温压和多支路混合。 |
| `PNL00R` | 4 | 管路纯阻性摩擦段 | 候选公开 | `amesim_pnl00r`，`flow` | 可基于准稳态阻性管；需按 AMESim `PNL00R` 参数和摩擦公式复核。 |
| `PNL0001` | 20 | C-R 动态管路 | 第一版公开 | `amesim_pnl0001`，`flow` | 已按公开契约接入两状态管内容积 + port 1 摩擦残差 + mode 2 换热项；仍需后续按 AMESim baseline 复核 `pn2pipefr_` 和 mode 1 多方语义。 |
| `PNL0002` | 8 | R-C-R 动态管路 | 第一版公开 | `amesim_pnl0002`，`flow` | 已按公开契约接入中心两状态容积 + 两端半长摩擦残差 + mode 2 换热项；仍需后续按 AMESim baseline 复核 `pn2pipefr_` 和 mode 1 多方语义。 |
| `PNL0003` | 8 | C-R-C 动态管路 | 第一版公开 | `amesim_pnl0003`，`flow` | 已按公开契约接入两端四状态容积 + 中心摩擦流 + mode 2 换热项；大压差动态闭合和 AMESim baseline 误差仍留后续修模。 |
| `PNPL01` | 16 | 零气动流源 | 第一版公开 | `amesim_pnpl01`，`boundary` | 当前实现一端零流边界，只约束端口质量流量为 0；压力源/外部边界语义留后续扩展。 |
| `PNGD00` | 1 | 氦气气体定义 | 暂不公开 | medium 配置，不是画布物理组件 | 应映射为系统/介质设置；不能作为普通可连接组件注册。 |
| `PNRP17` | 8 | 气动活塞与移动体耦合 | 暂不公开 | 内部固定算例；后续跨域组件 | 依赖气动端口和机械端口耦合；需要新增机械域、跨域状态和连接规则。 |
| `MECMAS21` | 10 | 一维平动质量 | 第一版公开 | `amesim_mecmas21`，`mechanical` | 已接入一维机械端口 `x/v/f`、双端质量状态和基本摩擦/限位项，并跑通零力源与信号力源最小 System XML；完整 AMESim 接触/事件语义仍留后续对齐。 |
| `LMECHN1` | 2 | 动态线性机械节点 | 第一版公开 | `amesim_lmechn1`，`mechanical` | 已接入 9 端一维机械节点、端口位移/速度等值和节点力平衡，并跑通 `FORC -> LMECHN1 -> MECMAS21` 最小 System XML；端口朝向/符号细节留后续 AMESim baseline 对齐。 |
| `LSTP00A` | 8 | 弹性接触/端止动 | 第一版公开 | `amesim_lstp00a`，`mechanical` | 已接入两端一维机械端口、相对位移/速度接触力和最小 System XML 仿真；当前是连续罚函数基础版，完整 AMESim 事件/非光滑接触语义留后续 baseline 对齐。 |
| `F000` | 16 | 零力源 | 第一版公开 | `amesim_f000`，`mechanical` | 已作为一端机械零力边界公开，约束端口力为 0。 |
| `FORC` | 2 | 信号转力 | 第一版公开 | `amesim_forc`，`mechanical` | 已接入信号输入 `res` 到机械端口力源，可由 `STEP0/UD00` 驱动质量组件。 |
| `STEP0` | 8 | 阶跃信号源 | 第一版公开 | `amesim_step0`，`signals` | 已接入标量信号输出端口和求解时信号传播；当前是基础阶跃，不含更复杂事件调度语义。 |
| `UD00` | 2 | 分段线性信号源 | 第一版公开 | `amesim_ud00`，`signals` | 已接入标量信号输出端口、8 段 start/end/t 参数、循环模式和 System XML signal connection；当前按已转换 PythonModels 语义处理最后一段外推，AMESim baseline 仍留后续复核。 |
| `DIRECT` | 44 | 直接连接 | 不注册为组件 | System XML `Connection` | 连接不是组件；物理连接必须保持无方向端点语义。 |

## 建议迁移批次

### 批次 1：可进入当前气动求解器的公开组件

优先级最高，但仍需先补 AMESim 公式与测试：

- `amesim_pnor001`
- `amesim_pnl00r`
- `amesim_pnch023`
- `amesim_pn3node2`
- `amesim_p4node2`

完成定义：每个模型必须有 `MODEL_TYPE/MODEL_VERSION/PORTS/PARAMETERS/RESULT_VARIABLES/DISPLAY/create()`，并补目录、参数边界、残差、零流量/反向流、最小 XML 编译和短时仿真测试。

### 批次 2：动态管路

- `amesim_pnl0001`：已第一版公开，保留后续 baseline 精修。
- `amesim_pnl0002`：已第一版公开，保留后续 baseline 精修。
- `amesim_pnl0003`：已第一版公开，保留后续 baseline 精修。

这些模型是 `test_mql` 对齐工作的核心。当前已先按动态组件契约公开，后续仍需要在固定算例和 AMESim baseline 上复核摩擦、换热、多方模式和大压差动态闭合；不能用准稳态 `pipe` 替代这些动态管路并宣称等价。

### 批次 3：信号、事件、机械和跨域组件

- `STEP0`：已第一版公开。
- `PNVO001`：已第一版公开，保留固定开度变体。
- `UD00`：已第一版公开。
- `MECMAS21`、`F000`、`FORC`、`LSTP00A`、`LMECHN1`：已第一版公开。
- `PNRP17`

当前已具备一对一标量信号传播、一维机械端口基础闭合、弹性接触基础件和 9 端机械节点；剩余跨域组件仍需要继续设计气动-机械耦合、XML 协议、前端连线兼容和最小闭合系统测试。

## 下一步执行建议

1. 先为 AMESim 公开组件建立独立库，例如 `app.simulation.components.amesim`，不要混入 `experimental`。
2. 先只登记一个完成度最高的气动代数组件，例如 `PNOR001` 或 `PNL00R`。
3. 每登记一个模型，都同步补充测试和目录校验，确认 `/api/components/catalog`、System XML 编译和最小仿真都通过。
4. 动态管路 `PNL0001/2/3`、参数化 `PNCH012`、`STEP0`、`UD00`、信号版 `PNVO001` 和机械基础件 `F000/FORC/MECMAS21/LSTP00A/LMECHN1` 已完成第一版公开接入；下一步转向 `PNRP17` 或完整实时耦合。