31-EFT.WP.BH.TensionWall v1.0 | 第13章 应用场景与案例

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第13章 应用场景与案例

I. 一句话目标

一句话目标：围绕张度墙 Sigma_TW 提供可直接落地的典型应用场景与端到端案例，覆盖壁参数识别、分层传播估计、回声分量分解、薄/厚壁决策、长期漂移守护与风险评估，给出工作流、接口绑定、日志审计与合格判据/否证线。

II. 范围与非目标

• 覆盖内容：六类核心场景（A…F）与一个端到端综合案例，输入输出定义、步骤化流程、接口映射、记录与审计、合格判据与否证线、产出物清单。
• 非目标：不复述第3–12章推导与误差细节；不提供装置级机械/电学设计。

III. 术语与符号最小集

• 壁与剖面：Sigma_TW，r_H，Delta_w，W(r)，Xi_TW(r)，TWProfile。
• 场与传播：Phi_T(x,t)，grad_Phi_T(x,t)，n_eff(x,t,f)，c_ref，T_arr。
• 路径与测度：gamma(ell)，{ ell_i }，d ell，分段 gamma_i。
• 能量三元组：R_TW，T_trans，A_sigma，R_TW + T_trans + A_sigma = 1。
• 差分与回声：ΔT_arr(f1,f2)，ΔT_echo(k)。
• 口径与模式：mode ∈ {constant, general}。
• 命名隔离：T_fil 不得与 T_trans 混用；n 不得与 n_eff 混用。

IV. 场景 A｜壁参数识别（TWProfile 反演）

目标：基于多频带、跨角度路径的到达时数据，反演 TWProfile 参数 { r_H, Delta_w, sigma_w, a_{lm}, … } 与能量三元组曲线。

输入

• Observations：T_arr_obs(f_m, gamma_a) 与不确定度；f_grid。
• 先验：Phi_T, grad_Phi_T 或其可测近似；coords_spec, units_spec；已标定 c_ref。

输出

• theta_hat（TWProfile 参数）与协方差；RTParams（R_TW(f), T_trans(f), A_sigma(f)）；一致性指标 eta_T 与 τ_switch。

工作流（接口绑定）

1. capture_path → { gamma[k], Δell[k] }，detect_TW_intersections → { ell_i }。
2. estimate_neff_TW 装配 n_eff；segment_integrals 与（若薄壁）interface_correction。
3. fit_TW_profile 最小化目标函数，产出 theta_hat, Cov。
4. estimate_RT_TW 标定能量三元组；check_dual_arrival_consistency 输出 eta_T。
5. consistency_thin_vs_thick_TW 输出 τ_switch；emit_measurement_report 归档。

合格判据

• |Residual| ≤ GB；eta_T ≤ 阈值；τ_switch ≤ 门限；R_TW + T_trans + A_sigma = 1；侧限 n_eff^± ≥ 1。

否证线

• 稳定出现 n_eff < 1，或 eta_T/τ_switch 超阈且回溯无解。

V. 场景 B｜分层传播估计（内/壁/外三层）

目标：在显式分层（Region_in / Region_wall / Region_out）下计算跨层 T_arr，审计匹配类型与能量一致。

输入/输出

• 输入：TWProfile，路径集 { gamma_a } 与 { ell_i }，Phi_T/grad_Phi_T，c_ref，mode。
• 输出：分段 T_arr_i 与组合 T_arr_total，R_TW, T_trans, A_sigma 余量，侧限报告。

工作流

1. apply_TW_matching 生成 Phi_T 侧限；estimate_neff_TW 得 n_eff^±。
2. segment_integrals（必要时 interface_correction）；
3. rt_estimator_TW 审计能量一致；产出余量曲线。

合格判据/否证线

• 与第8章一致：能量一致余量与侧限下界达标；否则否证接口配置或剖面设定。

VI. 场景 C｜回声事件探测与分解（Echo）

目标：检测并分解由壁反射引起的多路径“回声”级次与权重，估计近壁往返长度 L_loop。

输入/输出

• 输入：Observations 时序或频域数据；TWProfile；f_grid；路径簇 { gamma_m }。
• 输出：各级次 ΔT_echo(k) 与不确定度、路径权重 { w_m }、合成 T_arr_total。

工作流

1. simulate_multipath_TW 生成候选 { T_arr_m, w_m }；
2. 在观测域做模板匹配或稀疏分解，回收 ΔT_echo(k)；
3. 复核：rt_estimator_TW、check_dual_arrival_consistency；归档报告。

合格判据/否证线

• 回声级次与模型 ΔT_echo(k) 在容差内；能量一致；若级次稳定偏移且非噪声/带外所致，则否证 TWProfile 或路径集合。

VII. 场景 D｜薄/厚壁决策与切换

目标：在运行中依据 Delta_w/r_H 与 τ_switch 决策口径，保证数值稳健与可追溯。

工作流

1. 预评估：consistency_thin_vs_thick_TW 于若干代表路径与步长档位；
2. 线上：记录 eta_w，在阈值邻域双算并比较 τ_switch；
3. 策略：τ_switch > tau_switch 则固定厚壁链路并回溯端点公差与 W(r)；
4. 归档：log_tw_propagation 输出切换原因与差值曲线。

合格判据/否证线

• 切换后 eta_T、下界与能量一致仍达标；若长期不达标，否证薄壁近似或剖面设定。

VIII. 场景 E｜长期漂移监测与守护（Streaming）

目标：监测 c_ref(t)、n_common(x,t) 与壁参数漂移，自动告警并维持口径一致。

工作流

1. calibrate_c_ref 周期更新 c_ref(t)；
2. 滑窗内 decompose_n_eff/fit_TW_profile 更新慢变量；
3. 守护：计算 GB = k_guard · u_c、eta_T、τ_switch；超阈触发回溯与告警；
4. 归档：log_artifacts_TW 落盘指标时间序列与环境块。

合格判据/否证线

• 漂移在带内；eta_T 长期小于阈值；若漂移跨带且不可由环境解释，否证当前标定。

IX. 场景 F｜风险评估与 guardband 设定

目标：在部署前评估关键指标的尾部风险并设置 GB 与运行阈值。

工作流

1. propagate_uncertainty_MC 生成 T_arr/ΔT_arr 分布；
2. 评估 n_eff 夹持触发率、ΔT_sigma 触发统计、带外泄漏比；
3. 设定 k_guard 与 GB；在报告中固化。

合格判据/否证线

• 目标指标的覆盖概率达标；若尾部风险过高，则调整路径/频带布局或提高数据质量门槛。

X. 端到端案例｜非球对称壁的成像、反演与回声验证

目标：在 r_H(theta,phi) 非球对称场景下，完成壁参数成像、到达时反演、能量一致与回声级次联合验证。

步骤

1. 准备与计量：declare_tw_contract，calibrate_c_ref，capture_path，detect_TW_intersections。
2. 装配与分段：apply_TW_matching，estimate_neff_TW，segment_integrals（必要时 interface_correction）。
3. 反演：fit_TW_profile 得 theta_hat；estimate_RT_TW 审计能量一致。
4. 一致性：check_dual_arrival_consistency，consistency_thin_vs_thick_TW。
5. 回声验证：simulate_multipath_TW 与观测对齐，提取 ΔT_echo(k)。
6. 报告与归档：emit_measurement_report；落盘哈希与否证样本。

合格判据

• 残差与 GB 一致；两口径一致；τ_switch 过关；能量一致；回声级次吻合。

XI. 记录与日志最小集（所有场景通用）

• 物理与几何：hash(Phi_T), hash(grad_Phi_T), hash(n_eff), hash(gamma)，Sigma_TW 标签与 { ell_i } 公差。
• 口径与阈值：mode，eps_T，eta_T，eta_c，eta_w，tau_switch，下界余量 T_arr − L_path/c_ref。
• 能量与差分：R_TW,T_trans,A_sigma 余量，ΔT_sigma 触发次数与幅度，ΔT_arr 线性区与带外泄漏比。
• 不确定度与复现：u_stat,u_sys,u_c，k，seed，coords_spec，units_spec，SolverCfg 与哈希清单。

XII. 数据契约最小清单

• Contract：spec_version，coords_spec，units_spec，mode，tolerances:{eps_T,eta_T,eta_w,tau_switch}。
• TWProfile：模型、参数、hash(TWProfile)；Sigma_TW_meta。
• Path/Observations/RTParams：必填字段与单位；时间戳 ISO-8601。
• Report/Log：指标、否证样本、重放入口与哈希。

XIII. 接口与实现绑定（场景映射表）

• 场景 A：capture_path → estimate_neff_TW → segment_integrals/interface_correction → fit_TW_profile → estimate_RT_TW → check_dual_arrival_consistency → emit_measurement_report。
• 场景 B：apply_TW_matching → estimate_neff_TW → segment_integrals → rt_estimator_TW。
• 场景 C：simulate_multipath_TW → 分解 ΔT_echo(k) → rt_estimator_TW/check_dual_arrival_consistency。
• 场景 D：consistency_thin_vs_thick_TW → 策略切换 → log_tw_propagation。
• 场景 E：calibrate_c_ref → fit_TW_profile（滑窗）→ 守护指标落盘。
• 场景 F：propagate_uncertainty_MC → 设定 GB → 报告归档。

XIV. 合格判据与否证线（总表）

• 合格：T_arr ≥ L_path / c_ref；eta_T ≤ 阈值；R_TW + T_trans + A_sigma = 1；n_eff^± ≥ 1；τ_switch ≤ 门限；ΔT_arr 线性区达标。
• 否证：任一条不满足且排除实现错误；连续三次独立复现实验否证同一维度触发公设与剖面复审。

XV. 产出物

• 场景化工作流清单与参数模板（A…F）
• 口径、一致性与能量审计模板：eta_c, eta_T, τ_switch 与余量面板
• 端到端案例复现包结构：数据/代码/参数/SolverCfg/随机 seed/哈希清单与重放脚本

XVI. 交叉引用

• 《EFT.WP.BH.TensionWall v1.0》第3–12章（方程、几何、参数化、传播、计量、匹配、实现、验证与误差）。
• 《EFT.WP.Propagation.TensionPotential v1.0》两口径与数据口径。
• 《EFT.WP.Core.Metrology v1.0》M05-，M10-；《EFT.WP.Core.Errors v1.0》M20-*。