# AMESim 子模型公开组件迁移矩阵

状态：22 个模型已在临时 AMESim 库完成第一版公开，持续校准中

适用模型：`tests/data/AmesimModels/test_mql.ame` / `app.simulation.examples.test_mql.system`

配套规范：[`component-model-authoring-spec-v1.md`](../standard/component-model-authoring-spec-v1.md)

## 目标

本文档记录 `test_mql` 中 AMESim 子模型族的公开状态和后续校准批次。实际注册清单以 `app/simulation/components/amesim/library.py` 为准。

当前原则：

- 不把现有固定拓扑 `TestMqlSystem` 整体注册为公开拖拽组件。
- 第一版公开只表示模型契约、目录、XML 编译和最小仿真链路已接通，不表示 AMESim 精确语义已完成复刻。
- 气动、标量信号和一维机械模型按当前求解链路能力公开；PNRP17 已打通首个实时气动—机械跨域闭合，事件和更一般跨域 DAE 仍保留明确限制。
- 固定算例专用的校准原语留在 `examples/test_mql/`，不与公共组件目录混为同一实现。

## 当前求解器能力边界

`app.simulation` 当前支持：

- 物理域：`pneumatic`、标量 `signal` 和一维 `mechanical`。
- 端口变量：气动 `p/m_flow/h_outflow` 及定向 `volume/volume_flow`、信号 `signal`、机械 `x/v/f`。
- 流量符号：`m_flow > 0` 表示流入当前组件。
- 网络方程：气动连接压力相等、流量和为零、组件压力-流量残差、stream 焓传播和移动边界容积传播；标量信号传播；机械 `x/v` 等值和 `f` 平衡。
- 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：完整事件系统、一般高指数 DAE、任意多域连接变量，以及从 PNGD00 自动批量导入其他气体。公共编译链已经支持“介质 + 物性计算方法”定义元件：`gi=0` 使用内置空气理想气体，`gi=1..99` 引用画布中的显式介质物性实例；介质定义内部通过 `property_model` 下拉接口选择计算方法。氦气已提供 Peng-Robinson 首版。

## 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 | 第一版公开 | `amesim_pnch023`，`storage` | 已基于 `ThermodynamicVolumeComponent` 接入公开契约；仍需按 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 | 实时变容第一版公开 | `amesim_pnch012`，`storage` | 保留 `vol1..4/dvol1..4` SI 参数，并可从 PNRP17 经气动端口接收实时外部容积与变化率；已完成代表性联合仿真，仍需完整 `test_mql` baseline 校准。 |
| `PNOR001` | 8 | 常系数气动孔口 | 第一版公开 | `amesim_pnor001`，`flow` | 已接入代数组件公开契约；仍需按 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` | 已接入名为 `res` 的标量信号输入端口，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 | 第一版公开 | `amesim_pn3node2`，`junctions` | 已接入三端等压、流量守恒基础版；AMESim port 2 参考温压语义和 stream 混合仍需单独测试。 |
| `P4NODE2` | 8 | 四端气动节点，压力温度由 port 2 固定 | 第一版公开 | `amesim_p4node2`，`junctions` | 已接入四端等压、流量守恒基础版；仍需复核 port 2 参考温压和多支路混合。 |
| `PNL00R` | 4 | 管路纯阻性摩擦段 | 第一版公开 | `amesim_pnl00r`，`flow` | 已按 AMESim `pn2pipefr` 接入可压缩 `Cm/Cq` 关系、同侧上游温度和裸 `Cm` 诊断；使用未修改 AMESim 结果包直接保存的 `Re/ff` 标定 Re≈1400–3400 的 shifted-Hill C2 过渡曲线，并通过固定点、单调性和第八路 `0–0.81 s` 回归。 |
| `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 | 氦气 Peng-Robinson 首版公开 | `amesim_helium_medium`，`media` | 已映射源模型 `fluidType=12/eosType=6`；密度和压力使用 PR EOS，热量学暂用手册参考点的定比热闭合。完整压力相关残余焓、比热和真实气体临界流仍待状态相关物性接口。 |
| `PNRP17` | 8 | 气动活塞与移动体耦合 | 第一版公开 | `amesim_pnrp17`，`mechanical` | 已接入 1 个气动端口和 4 个一维机械端口，按 `dp/dr/x0/gi` 计算环形有效面积、扫掠容积、容积变化率和表压作用力；已与 PNCH012、双质量块跑通 System XML 联合仿真，完整事件语义和 AMESim baseline 仍待校准。 |
| `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；参数注册已对齐 AMESim 选项码与条件显示，高级静摩擦、Stribeck 公式和倾角重力分量仍未实现。 |
| `LMECHN1` | 2 | 动态线性机械节点 | 第一版公开 | `amesim_lmechn1`，`mechanical` | 已接入 1..20 个右侧端口和动态最大编号左侧参考端口；工作区画布、接口编号与节点方程会随端口数同步变化，并兼容迁移旧版固定 `port_9` 工程。已跑通 `FORC -> LMECHN1 -> MECMAS21` 最小 System XML。 |
| `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；当前按迁移实现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：已进入当前气动求解器的公开组件

以下模型已完成第一版公开，后续重点是 AMESim 公式和 baseline 精修：

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

这些模型已有 `MODEL_TYPE/MODEL_VERSION/PORTS/PARAMETERS/RESULT_VARIABLES/DISPLAY/create()` 契约和目录、XML、最小仿真测试；第一版状态不代表数值对齐完成。

### 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`：已第一版公开，并完成 PNCH012 + 双质量块跨域闭合测试。

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、9 端机械节点，以及针对移动边界的气动容积定向传播与二次代数闭合。下一阶段重点是完整 `test_mql` 拓扑和 AMESim baseline 校准。

## 下一步执行建议

1. 以 `app.simulation.components.amesim.library` 的 22 个模型为公开清单唯一来源。
2. 优先校准 `PNCH023 / PNOR001 / PN3NODE2 / P4NODE2` 与动态管路的 AMESim baseline 误差；`PNL00R` 保持现有层流、过渡区固定点和单调性回归。
3. 每次调整模型都同步补充目录校验、参数边界、System XML 编译和最小仿真测试。
4. 用完整或代表性的 `test_mql` 画布校准 `PNRP17 + PNCH012` 的压力、力、位移和容积轨迹，并补齐事件边界语义。