D-20260811-05｜能量域熱模型與固定熱庫接觸

2026-08-11 關聯追補：輪胎磨耗來源與倍率曲線已由 D-20260811-10 修訂為逐 region 接觸耗散與 1+2r²；J／W 熱帳、固定熱庫與 HUD 語意仍有效。

背景與驅動力

舊熱模型混用溫度直加、未閉合量綱的散熱式與宣告功率，地面材質熱參數也沒有接線；大時間步 或高導熱時可能越過環境溫度，輪胎滑移熱與溫度磨耗則完全缺席。專案尚未公開，不保留舊資產 或存檔相容層，直接建立完整的單一能量域。

考慮過的選項

• 保留各來源直接 temperature +=：量綱混雜，來源順序會改結果，也無法一致接入接觸熱，棄。
• 顯式 Euler 更新：高熱導或大時間步會越過固定熱庫並震盪，棄。
• J／W ledger 加單次 backward Euler，並在 manifest 烘焙所有幾何／材質熱輸入（採納）。

決定

• PhysicsManifest v4 對每個 part 烘焙 heatCapacityJPerC、 ambientConductanceWPerC 與 weakest thermalLimitC；每個 deterministic convex proxy 另帶 thermalExchangeFactor 與 thermalContactAreaM2。同一 part 內，整個三角面被另一水密 region 嚴格包覆時不算 ambient exposed area；接觸邊界、部分相交面不猜裁切面積。跨 part 裝配遮蔽 單資產無法得知，留待整車級 bake。
• 所有熱源只以 J 或 W 進帳，單幀每 part 只解算一次 backward Euler： Tnext=(C*T+E+dt*(Q+Hair*Tair+ΣHcontact*Tsurface))/(C+dt*(Hair+ΣHcontact))。 溫度只允許初始化、restore 與這次解算寫入，並鉗制在 -273.15..5000°C。
• motor 與 battery 發熱依本幀實際輸入／供能功率；skill、burn、freeze 都轉入同一 ledger。 burn 的正熱量受被動武器耐熱折抵，freeze 的負熱量不受折抵。晶片跨過熱限的該次技能仍完整 執行，之後 chip broken。
• tire／roller 與 solid surface 的接觸導熱，把天氣溫度視為不耗竭的固定地表熱庫。 Hcontact 由雙方量化 sqrt(k×ρ×c) 的 harmonic mean、baked contact area 與實際 normal impulse 合成；滑移熱使用實際 tangential impulse × tangential slip speed，禁止以材質預估替代。
• 輪胎溫度相對環境至熱限的比例，線性把行駛磨耗放大至 1 + K_TIRE_THERMAL_WEAR_MAX； 超過熱限直接 broken。HUD 增加全車最熱輪胎，只顯示環境相對色階／狀態，不公開精確溫度。
• 開發期直接升 open4wd_version v5、builtin_assets_version v5、SavedState v7，重烘全部 builtin， 不提供舊 thermal 欄位 fallback。暫定 K 值只對 synthetic reference 校準，不把半成品公版 GLB 當作平衡權威。

後果與影響

高導熱與大 dt 仍單調、有限且不越過固定熱庫；所有發熱路徑可加總稽核，地表材質、接觸力、 滑移與輪胎壽命形成同一可測鏈。代價是 admission bake 增加包覆面與 proxy 熱參數計算，runtime contact manifold 增加固定量的熱聚合，因此最大合法拓撲 benchmark、determinism、snapshot／restore、 conformance 與 builtin rebake 都是必要驗證門檻。