35-EFT.WP.EDX.OrientedTension v1.0 | 第11章 应用案例与基准

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第11章 应用案例与基准

I. 摘要与范围
本章提供取向张力（Oriented Tension）的跨场景应用案例与基准套件：覆盖高分子/液晶、纤维复材、等离子体剪切与天体磁结构等场景；以本卷前述几何—构成—耦合—能量（EDX）口径为基线，定义可复现实验与数值基准、指标与门限，以及证据与闭合审计的一致流程。所有符号以英文记号并用反引号书写，单位采用 SI；本章不引入 ToA 项。

II. 依赖与引用

• 几何与取向：第3章 S80-1/2。
• 构成与动力学：第4章 S80-3/4，公设 P80-2/3/9/10。
• 度量与标定：第5章 M80-1…4。
• 耦合与介质：第6章 S80-5/6。
• 能量收支与功分配：第7章 S80-7/8。
• 数值方法与仿真：第10章（SimStack-OT），实现与 API：第12章（I80-*）。

III. 规范锚点（本章新增）

• P80-16（基准可复现公设）：所有案例与基准须在固定 seed、锁定环境与 Unit/Dim 闭合下可一键重放；产物携带 {code_hash, data_hash, rng_state}。
• M80-39（案例建模与卡片化）：将案例的几何/材料/加载/观测要素标准化为 GeometryCard/ModelCard/MetrologyCard/PipelineCard。
• M80-40（基准套件与规模档）：定义 S/M/L 三档基准与任务清单、输入分布与接受门限。
• M80-41（验收与证据评估）：统一计算 {metrics, posterior, evidence} 与 EDX 闭合残差，形成通过/失败判据。
• M80-42（回归与比对）：跨版本/方法的回归测试与对照矩阵，输出差分与兼容性报告。

IV. 正文结构

I. 背景与问题表述

1. 应用场景在取向强相关材料与介质中广泛存在：
   • 高分子/液晶：Q_ij 主导光学双折射与黏弹响应；
   • 纤维复材：层间界面锚定与各向异性声/弹传播；
   • 等离子体剪切：Q_ij 与 B_vec 的耦合影响输运张量；
   • 天体磁结构：大尺度 Q_ij 与相速度/偏振观测映射。
2. 目标：以统一卡片与指标将不同学科数据与模型放入同一可审计流程中，支撑参数识别、模型选择与工程预测。

II. 关键方程与推导（S-系列）
（本章不新增最小方程；所有方程调用第4–7章 S80-* 与第6章耦合、本章仅给出案例化约束与映射。）

• 光学双折射：Δn(ê) ≈ (α_E/2) ( ê_i Q_ij ê_j )（弱耦合近似，参见第6章）。
• 各向异性扩散：D_eff(ê) = D0 + D1 ( ê_i Q_ij ê_j )。
• 机械做功率：𝒫_mech = T_fil_ij D_{ij}，能量闭合见第7章。

III. 方法与流程（M-系列）

1. M80-39 案例建模与卡片化
   • 输入卡：
     1. GeometryCard.json：域、网格、边界（含界面/缺陷，见第8章）。
     2. ModelCard.json：W_orient、Λ_{ijkl}、A,K,tau_relax,D_Q、耦合参数 {χ_E,χ_B,χ_u,α_E,α_B,κ_s}。
     3. MetrologyCard.json：R_inst、噪声、协方差、单位。
     4. PipelineCard.json：DAG、阈值与导出物。
   • 一致化：校验 Unit/Dim 与 see: 锚点，生成 CaseBundle.tar。
2. M80-40 基准套件与规模档
   • S 档（最小）：单物理通道、低维网格、解析/近解析对照；
   • M 档（中等）：双通道耦合（如 EM+力学）、中等网格与真实仪器核；
   • L 档（综合）：多通道耦合、含界面/缺陷、全链路（SimStack-OT→R_inst→合成观测）。
   • 门限（示例，须在 metrics.json 校核）：
     1. SpecMAE ≤ 3%，EDX-closure ≤ 1σ；
     2. AnisoMap-PSNR ≥ 30 dB；
     3. 证据比：ΔlogZ ≥ 5（对“含耦合”优于“去耦合”）。
3. M80-41 验收与证据评估
   • 运行 PipelineCard：得到 {posterior, evidence, products, metrics}；
   • 计算 EDX 闭合残差 r_EDX 与置信带；
   • 判定通过/失败并生成 AcceptanceReport.md。
4. M80-42 回归与比对
   • 固定 seed 与版本哈希，对前版本/对照方法执行回归；
   • 生成 DiffReport.md 与兼容性结论（是否 bc/brk）；
   • 更新基准注册与索引。

IV. 场景库与基准任务（示例）

• Case A | 高分子/液晶（光学 + 黏弹）：Δn(ê) 与小振幅 G*(ω) 拟合 α_E,tau_relax。
• Case B | 纤维复材（声/弹 + 界面）：c_s(ê) 与反射/透射系数反演 κ_s, κ_a/κ_b。
• Case C | 等离子体剪切（输运 + EM）：D_eff(ê) 与射线追踪相速约束 {D1, α_E, α_B}。
• Case D | 天体磁结构（偏振 + 传播）：偏振角/幅随方向—频段的分布约束大尺度 Q_ij 与耦合参数。

V. 验证、判据与反例

1. 阳性判据：
   • 在各案例上，“含耦合/各向异性”模型相对简化对照获得 ΔlogZ ≥ 5，且关键指标过门限；
   • EDX 账本闭合改进，r_EDX 均值接近 0；
   • 方向投影 ê_i Q_ij ê_j 与观测方向依赖的相关显著。
2. 阴性判据：
   • 去除关键项（如 χ_*、D1 或 Λ_{ijkl}）拟合不劣或证据不降；
   • Unit/Dim 审计失败或各向异性图谱与观测不一致；
   • 基准回归出现系统退化而无稳定化/解释。
3. 对照设计：
   • {仅各向同性, 仅单通道, 全模型} 的证据与指标对比；
   • {无界面/缺陷, 含界面/缺陷} 对传播/输运预测的影响；
   • {解析核, 真实仪器核} 的残差结构差异。

VI. 交付物与图表清单

1. 交付物：
   • CaseBundle.tar（四类卡片与输入）；
   • Products/（Q_ij、T_fil_ij、AnisotropyMaps、PowerTerms、Ledgers、合成/实测对齐产物）；
   • Posterior.zarr、Evidence.txt、metrics.json；
   • AcceptanceReport.md、DiffReport.md。
2. 图表（建议）：
   • 表 11-1 场景—通道—观测—参数映射表；
   • 表 11-2 S/M/L 基准与门限清单；
   • 图 11-1 方向/频段各向异性图谱与模型对比；
   • 表 11-3 证据与 EDX 闭合统计；
   • 图 11-2 回归差分与通过/失败矩阵。