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lm-005375 · 2026-11

方形與長方形受控低壓空間的地面實驗設計:遠端觀測、因果辨識與安全驗證

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id
TEF-07
series
人工低壓吸引場與多節點電磁—介質耦合系統
title
方形與長方形受控低壓空間的地面實驗設計:遠端觀測、因果辨識與安全驗證
subtitle
真電風扇之多節點壓力場假說的預註冊、量測契約和失效安全方法
version
0.1.0
created
2026-11-02
language
zh-TW
status
DRAFT / PROTOCOL PROPOSAL / NOT PREREGISTERED / NOT EXPERIMENTALLY VERIFIED
concept_originator
Neo.K
research_context
EveMissLab(一言諾科技有限公司)
collaboration
GPT-6(研究整理與方法學協作;非實驗執行者或安全認證機構)
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UTF-8 Markdown
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TEF-07|方形與長方形受控低壓空間的地面實驗設計:遠端觀測、因果辨識與安全驗證

文件性質:本文為 TEF-01~06 所提出的「人工低壓吸引場」與「真電風扇」概念建立可預註冊的實驗方法學草案。截至本版,沒有實體樣機、真空運轉、人體試驗、模擬收斂、原始測量或安全資格審核結果。文中列出的步驟是研究設計與審查關卡,不是供一般人依文字直接搭建、抽真空或操作高速磁性轉子的施工指令。所有真空容器、旋轉構件、電氣及場強限制必須由具資格的實驗室與工程人員獨立核定。

作者: Neo.K
機構: EveMissLab(一言諾科技有限公司)
日期: 2026-11-02
版本: 0.1.0
研究協作(原稿所載): GPT-6(研究整理與方法學協作;非實驗執行者或安全認證機構)

摘要

本文承接 TEF-01 的操作性場定義與守恆限制、TEF-02 的主動電磁葉片工程構想、TEF-03 的介質質量與能源帳本、TEF-04 的稀薄介質模型選擇、TEF-05 的幾何與拓樸分類,以及 TEF-06 的數量級、遠快近慢與動態穩態假說,提出一套以地面可控空間為主的驗證規範。主要設計原則為:以方形或長方形「內部測試幾何」研究多節點的壓力、密度與流速分布,但不得將一般建築房間直接抽成真空;常壓的房間尺度試驗與低壓的額定真空艙試驗必須分成不同階段。

本規範建立可辨識機械送風、葉片磁性、主動場源、幾何、外部供氣、真空泵和控制器回授作用的因子設計;提出遠端錄影、壓力/流量/溫度/磁場/振動同步觀測,以及對磁場干擾、感測漂移和攝影影像誤判的對照。採用 ISO 3567:2026、ISO 27893:2026 與 NIST/JCGM 量測不確定度原則,訂立從 P0 至 P5 的分階段審查關卡。在推論層次上,嚴格區分「低壓區存在」「工程控制效益」「統計穩定與受擾恢復」「新物理候選」。最後給出預註冊條目、資料契約、失敗結果保存規則、可重現性要求與安全停機責任分工。

關鍵詞:真電風扇;人工低壓吸引場;方形實驗空間;長方形實驗空間;熱真空艙;遠端控制;壓力量測;非平衡穩態;多節點耦合;實驗設計;不確定度;失效安全;可否證性


1. 研究問題與範圍凍結

1.1 從「可畫出的流線」轉向「可核查的流場」

TEF 系列的首要實驗問題不是一台風扇是否能旋轉,也不是多個設備能否產生視覺上令人印象深刻的渦流,而是:在已知物質來源、能源投入、空間幾何與安全約束下,觀測到的壓力/流率/密度分布是否能被重複測得、能與匹配對照區分,且能與適用的既有物理模型比較?

研究起點是使用者提出的兩項待驗預測:(a)某些流路可能出現「外圍速度較快、靠近指定聚集區速度變慢」的條件性分布;(b)多節點耦合後,可能在非圓形、非單中心幾何中形成一個或多個長時間可辨識的穩定壓力區域。上述預測不等於已發現新基本作用力。

1.2 本篇交付的六類方法學問題

編碼 實驗問題 TEF-07 的主要交付
RQ7-1 在專業設施中,如何保留方形/長方形的幾何約束? 常壓空間與額定真空艙內襯的雙軌設施方案
RQ7-2 如何把電磁與轉子的效應從常規抽氣、氣源、熱與流阻中識別? 分離場源、等質量假件、等轉速/等功率的因子對照
RQ7-3 壓力區域如何量測,而不是憑視覺想像? 多點壓力、質量流率、溫度、組分、磁場與時序資料契約
RQ7-4 多節點與不同幾何之間如何公平比較? E1/E2/E3 與 G0~G5 的分期對照矩陣
RQ7-5 何種結果支持穩態、受擾恢復或未支持假說? ST-1/ST-2/ST-3 的分級判準與否證規則
RQ7-6 如何做到無人暴露、遠端觀察且設備異常時安全停止? 獨立於控制軟體的硬體安全聯鎖和階段審核

1.3 本篇不解決的問題

不指定「最佳」艙體尺寸、真空度、轉速、線圈電流、永久磁體尺寸或抗挫屈壁厚;這些屬材料、載荷、危害及設施額定計算後才能核定的工程參數。不把地面低壓等同微重力,不在本系列中進行人體置身低壓、可燃氫氧混合或直接聲稱改變量子真空性質的實驗。


2. 系統邊界與設施:一般尺度的房間不是抽真空容器

2.1 雙層空間定義

第一層,工程承壓外殼:只採用經專業設計、額定、維護與現場安全審查的真空/低壓艙。外壓壓差下的挫屈、視窗、法蘭、穿壁端子、支撐構造與安全復壓設計歸設施工程師負責。外殼形狀不由本篇的「方形吸引場」概念任意決定。

第二層,內部測試幾何:在外殼內設置可移除、可量測的方形、長方形、分隔板、彎折管網或障礙配置,以形成研究所需的介質域。內襯需留意它可能改變有效容積、氣流導通、熱容量及壁面放氣;不能在交換內襯後沿用舊的背景校準。內襯只是測試邊界,不自動取得真空承壓資格。

這個區分使研究能先在一般房間尺度的常壓環境觀測整體流場,再將已通過審查的部分幾何移至額定低壓設施;二者的測量結果不能不經相似律、氣體稀薄程度及壁面條件檢查就直接外推。

2.2 建議的系統介面架構(非製造圖)

隔離操作室:研究者與遠端監控站
   ├── 實驗排程與資料擷取系統(不可覆寫原始紀錄)
   ├── 多角度攝影、經核准的光學觀測
   ├── 壓力/溫度/質量流量/組分/磁場/振動通道
   ├── 多節點轉速與獨立葉片場源控制
   └── 只可「要求停機」而不可覆寫的設施硬體安全系統
                      │
              設施額定穿壁接口
                      │
獨立額定的低壓設備/常壓試驗空間(分階段,不共用安全認定)
   ├── 防護內的旋轉電磁單元與等外形假件
   ├── 可換的方形/長方形/分岔內部幾何
   ├── 已知組成與經量測流率的非燃性工作氣體
   ├── 受控抽排與必要的隔離閥
   └── 實際感測點、光學視窗與安全防護
                      │
       獨立硬體聯鎖、隔離、受控停機與核准復壓流程

NASA Johnson Space Center 的熱真空設施已使用攝影、紅外儀器、質譜儀與穿壁接口作為大型測試支援;此為設施可行性先例,不是 TEF 機制已被驗證的證據 [R1]。

2.3 幾何家族與空間可比性

嚴格沿用 TEF-05 的 G0~G5 幾何家族,不在本篇重新編號:

  • G0: 空的方形截面長方體,作為壁面、供氣及抽氣基線;可在同一外形下放置不運轉的等體積假件。
  • G1: 同體積、不同長寬比的長方體;以長寬比及角落距離探討幾何非對稱性。
  • G2: L 形或具有凹角的內部域;觀察狹頸、非對稱壁面與可能的回流。
  • G3: 含障礙物或隔板的方形空間;研究阻塞、角落與壓力區域分裂。
  • G4: 兩室或多室、可切換連通管;研究連通性與旁通流阻。
  • G5: 多彎曲管或不同截面連接的模組;研究彎頭、局部間隙及不同特徵尺度下的稀薄性。

節點位置、朝向、數量及葉片場源狀態是各幾何家族內的交叉因子,不另挪用 G5 作為「多節點重配置」代碼。 每次應以 TEF-05 的原始幾何配置檔和 CAD 雜湊確認實體構造,不能以 G 代碼文字代替實際幾何。

兩個測試形狀即使體積相同,仍可能具有不同壁面面積、壓降、角落、流道有效截面與感測可及性。測試報告至少需保留實際長寬高、有效介質容積、固體排除體積、開口位置、固壁邊界與壁面溫度。

2.4 地面測試與太空問題的可轉移範圍

地面低壓可以測壓差、漏氣、材料放氣、稀薄介質輸運與裝置性能;不能只靠降低壓力消去重力、浮力或自然對流差異。TEF-08 若涉及軌道熱管理,必須另外檢驗微重力、外部輻射、太陽照射、粒子環境及最終排熱機制,不可由 TEF-07 直接推論太空資料中心已可行。


3. 控制量、外部擾動與觀察量

3.1 控制域與狀態向量

沿用 TEF-01/04/06,將介質域表示為:

Ω⊂R3,∂Ω=Γwall∪Γin∪Γout∪Γsolid.\Omega\subset\mathbb{R}^{3},\qquad \partial\Omega=\Gamma_{\mathrm{wall}}\cup\Gamma_{\mathrm{in}}\cup\Gamma_{\mathrm{out}}\cup\Gamma_{\mathrm{solid}}.

對連續介質近似適用的區域,定義量測候選狀態:

z(x,t)=(ρ,u,p,T,{Yk},E,B)(x,t).\mathbf z(\mathbf x,t)= \bigl(\rho,\mathbf u,p,T,\{Y_k\},\mathbf E,\mathbf B\bigr)(\mathbf x,t).

ρ\rho 為質量密度, u\mathbf u 為速度, pp 為局部熱力學壓力, TT 為溫度, YkY_k 為組分質量分率, E\mathbf E 、 B\mathbf B 為電場與磁通密度。當稀薄條件使標量局部壓力不適用時,應轉向粒子分布、壁面應力與通量量測,不得把形式上的 p(x,t)p(\mathbf x,t) 當作處處都有物理意義。

各單元實際控制記錄:

a(t)=({ωi},{IR,i},{IS,i},{ϕi},m˙sup,apump)(t).\mathbf a(t)=\bigl( \{\omega_i\},\{I_{R,i}\},\{I_{S,i}\}, \{\phi_i\},\dot m_{\rm sup},\mathbf a_{\rm pump} \bigr)(t).

轉速 ωi\omega_i 、葉片場源電流 IR,iI_{R,i} 、固定線圈電流 IS,iI_{S,i} 、相位 ϕi\phi_i 、已知氣源 m˙sup\dot m_{\rm sup} 與泵浦控制 apump\mathbf a_{\rm pump} 可能相互牽制,因此所有「固定條件」都必須以實際量測值核對,不能只保存控制器的目標設定。

3.2 需要與控制量分開的擾動

  • 外界大氣壓與溫度、設施熱漂移、空調與機械振動;
  • 實驗艙內壁溫、熱輻射、線圈加熱、軸承加熱;
  • 氣體組分、水氣、材料放氣、吸附/解吸、微小漏氣;
  • 抽氣泵效率變化及泵的實際工作點;
  • 永磁體剩磁、磁滯、非線性磁路與通電歷史;
  • 感測器受磁場與馬達 PWM 擾動後的零點偏移;
  • 幾何換裝、擋板公差、密封墊重用與光學視窗溫度;
  • 低壓下感測器的響應時間與氣體種類校正因子。

若未監測這些量,即使觀察到不同壓力圖像,也難以判定差異來自何種機制。


4. 量測儀器與三維觀測策略

4.1 不同測量手段能回答不同問題

類別 主變數 必要核查 不能用來替代的結果
絕對壓力/壓差量測 pp 、 Δp\Delta p 、Pa 校準範圍、氣體種類、零點漂移、位置壓降、磁干擾 不能單靠局部低壓推斷「新吸引力」
氣體供給/排出 m˙in\dot m_{\rm in} 、 m˙out\dot m_{\rm out} 、kg/s 全路徑收支、質量流量計校正、閥態、泵特性 泵控制訊號不是實際流量
溫度 TT 、K;壁面與介質溫度分開 量測點位置、熱時常、熱橋與感測自熱 熱像儀的表面溫度不等於氣體密度
組成與稀薄性 YkY_k 、平均自由程、局部 KnKn 組分分析、材料放氣、適用氣體模型 氧氣濃度變動不能當成總氣體產生
速度/方向 u\mathbf u 或壁面分子通量 適用壓力範圍、探針擾動、粒子示蹤與污染 鏡頭中可見的光束不能當成流速
磁場/電學 B\mathbf B 、電流、功率、相位 轉子同步、EMC、探頭飽和、磁滯 馬達磁通不等於中性氣體受力
旋轉/結構 轉速、振動、軸承溫升、位移 實際轉速與平衡、感測器干擾、失效門檻 不能因無可見晃動就宣稱結構安全
光學觀測 影像、事件、構件位置 時間同步、視窗折射、照明熱負載 影像不是壓力場的直接量測

不同真空量測原理的有效範圍不同,例如電容薄膜壓力計、Pirani 型或其他真空規可能對氣體組分與溫度具有不同依賴性。量測選型應交由具資格的真空計量人員,並依 ISO 3567:2026 的直接比對校準概念、ISO 27893:2026 的不確定度報告要求建立證據鏈 [R2, R3]。

4.2 稀薄介質下的測量適用性閘道

使用局部特徵尺度 LcL_c 與分子平均自由程 λ\lambda 定義:

Kn(x)=λ(x)Lc(x).Kn(\mathbf x)=\frac{\lambda(\mathbf x)}{L_c(\mathbf x)}.

LcL_c 不必等於整個房間寬度:葉片與壁面間隙、狹管、局部邊界層可有不同尺度。同一裝置可同時包含連續流、滑移流與過渡流特徵區域。先判定模型適用性,才決定可量測量與儀器技術;需依 TEF-04 審查使用連續流、稀薄氣體、分子流或混合模型。

以普通攝影機觀察低壓空間,不代表空氣密度可直接被看見。煙霧、霧滴或示蹤粒子可能改變壓力、污染設備或在低壓下具有不適用的動力學,因此未經專業核准不可任意注入。可選光學測速技術也需要先檢查光學窗口、照明、安全與真實可追溯的標定。

4.3 三維採點與可觀測性

研究不預設壓力帶為球形或環形。壓力感測點應包括:靠壁、角落、管口附近、單元間的中介區、不同高度與對應對照位置。各感測通道須存下實測三維座標,而不是只報告「左、中、右」。

若使用不同幾何域,原始測點應維持其物理座標與校準資訊;跨域比較時再依預先登錄的座標映射到共同、可比較的有效子域。插值與重建演算法不能補出感測器根本無法辨識的細節;應做留點驗證、稀疏採樣敏感度與網格解析度檢查。攝影位置和感測點若會侵入流場,須把阻塞量一併建模。

4.4 量測不確定度帳本

對一個由多個量推導的結果 y=g(ξ)y=g(\boldsymbol\xi),在可微且線性化近似適用時,可依 GUM 類型記錄:

uy2=Jg Uξ JgT,Jg=∂g∂ξ.u_y^2=\mathbf J_g\,\mathbf U_{\xi}\,\mathbf J_g^{\mathsf T}, \qquad \mathbf J_g=\frac{\partial g}{\partial\boldsymbol\xi}.

此處 uyu_y 為輸出量 yy 的組合標準不確定度(流速另以粗體 u\mathbf u 表示), Uξ\mathbf U_{\xi} 為輸入量協方差矩陣;如線性化不適用,改用能保留相關性的 Monte Carlo 或其他經審查傳播方法。儀器不確定度、跨批次重複性、模型誤差及數值誤差不得未經定義就平方加總或重複計算。

不確定度報告至少分開:Type A 統計估計、Type B 其他資訊估計、相關性、修正值、擴展因子與判定門檻。可對照 NIST TN 1297 與 JCGM GUM [R4, R5];真空計的專門比較校準則依 [R2, R3]。


5. 遠端控制、攝影與時間同步

5.1 遠端控制是操作隔離,不是安全聯鎖的替身

遠端控制系統負責設定在許可範圍內的操作點、記錄事件、同步資料、顯示儀表與提出停機要求;獨立硬體安全系統負責艙門聯鎖、過速、超溫、過流、過振、必要的壓力門檻、氣源狀態與失聯情況。控制軟體不得寫入或覆寫安全聯鎖的許可門檻,且不得以「研究模式」繞過安全保護。

攝影機只是可見性設備,不可以作為唯一的安全監控。失去視訊、主要感測或控制通信後,須按已審核的設施危害分析進入相應安全狀態;何時切斷馬達、隔離氣源、停止或保持抽氣、以及何時復壓,不能用一條對所有設施通用的簡單指令代替。

5.2 時間戳與控制事件

每個電學、機械、氣體與影像通道應至少保存:

  1. 同一參考時基或可校正之時鐘同步關係;
  2. 具時區資訊的 UTC 時間戳,及足供序列分析的單調時間欄位;
  3. 時間戳不確定度與各儀器延遲/濾波設定;
  4. 實際控制器輸出及回授值,不能只存目標轉速;
  5. 狀態切換、觸發、聯鎖、停止、復壓及操作人員介入事件。

若不同通道之間時鐘偏差接近所研究的流場恢復時標,便不得以高頻時序作因果先後判斷。資料採樣率與感測器實際頻寬應逐個登錄,不能把高採樣率當成高物理精度。

5.3 光學設備配置

可使用多視角攝影、裝置位置/姿態標記與合乎額定的光學視窗;但須避免鏡頭或照明設備在艙內引入不可忽略熱負載、放氣或遮擋。光學視窗須由設施工程核准,不可在任何承壓壁上自行鑽孔加裝攝影窗。紅外線熱像需先評估窗材的波段透過率,否則可能只是觀察到視窗表面的熱影像。


6. 分階段驗證 P0~P5 與明確進階門檻

研究按風險與可識別性逐步增加複雜度。通過某一階段,不保證下一階段安全;每個新壓力範圍、轉子版本或幾何都要重新做適用性審查。

階段 環境/設備 核心量測與對照 進階前的必要證據
P0|無旋轉基線 常壓、安全觀測空間;不需要真空 無場/靜態磁場、感測互擾、背景流動、設備自熱 感測標定、時間同步、零點及磁場干擾可追溯
P1|單節點原型 低速、全防護旋轉模組;常壓、無人近距離 同幾何下機械送風、等質量假件、葉片場源差異 機械防脫、防護、失聯與過速聯鎖的獨立核准
P2|少節點耦合 少數節點;可比較供電與氣路 N=1,2,4N=1,2,4 為候選序列;E1/E2 分開比較 質量、能量及功率來源可查,增益不只是多用電
P3|幾何家族 常壓房間尺度或可交換非承壓內襯 方形、長方形、障礙與多室,含 G 家族比較 幾何 CAD、感測座標、場型分析可重現
P4|專業低壓設施 額定真空艙,具資格人員與遠端操作 低壓下模型切換、等氣源/抽排、漏氣與放氣排除 獨立容器與轉子安全審核、校準及各壓力制度核准
P5|長時穩態/熱負載 僅在前述風險通過後擴充 ST-1、受擾恢復 ST-2、能源/熱代價、失效恢復 數據完整、事故處置及延長運轉風險再評估

N=1,2,4N=1,2,4 是可比較的設計候選數,並非已驗證的工程最佳值。不得為達到「數量級」而跳過 P1/P2 安全審查,直接將大量磁性轉子放入有人空間或大型真空外殼。

6.1 Gate A:預試驗文件與設施批准

進行任何有動力的實體試驗前,需有:研究責任人、設施責任人、風險評估、介質與氣源清單、設備版本、CAD/結構計算依據、設備額定範圍、電磁相容審查、感測校準及安全聯鎖測試簽署。缺少任一項都不應以「先跑看看」補足。

6.2 Gate B:無介質或無轉動的儀器互擾測試

在安全允許範圍內,分開測試無轉動磁場、無磁場靜態感測、供電電磁干擾與感測器基線。若場源一通電壓力計就產生假偏移,必須先解決感測器量測有效性,不能把它當成壓力吸引效應。

6.3 Gate C:常壓單節點與機械安全

先以成熟的受防護旋轉構件建立正常氣動基線;磁性葉片或附著式線圈的機械保持結構不能僅靠磁吸或定位鋼珠。轉子失衡、破片容納、轉速限制與視窗位置要由工程人員審核。設施應建立不依賴操作員反應速度的安全停止路徑。

6.4 Gate D:多節點與幾何辨識

在相同可追溯的裝置版本下調整節點數、方形/長方形邊界、朝向與管網連通性。先證實在常壓下能分離因果項,再決定哪些組合值得投入成本更高、風險不同的低壓設備。

6.5 Gate E:專業低壓擴充

低壓外殼、密封與穿壁元件經工程審核後,於設施核准的操作範圍內進行。壓力讀數需要適當真空規,且在不同氣體、熱負載及泵工作點下確保比較公平。停止機制應由設施危害分析決定,不提供可讓一般房間抽真空的具體抽排、密封或結構施工參數。

6.6 Gate F:長時間與受擾恢復

只有在安全允許、主要儀器不確定度及資料存取制度均合格時,才能測 ST-1/ST-2。所有擾動幅度、施加位置及恢復操作須事先由實驗室核准;發生安全聯鎖事件,該次運行應停止並保存完整故障資料,不可作為「漂亮穩態影片」剪掉。


7. 對照組與因果可辨識性

7.1 不可缺少的單元對照

配置 葉片/轉子 實驗場源 研究用途 特別注意
C0:背景 無運轉單元或等體積假件 關閉 估計抽氣、供氣與外部擾動 假件仍有阻塞與熱容量
C1:機械基線 標準葉片運轉 不加獨立實驗場源 普通送風/動量交換 記錄轉速、扭矩、功率
C2:等質量磁性假件 同質量、近似同形葉片 不加獨立實驗場源 排除重量、慣量與葉型影響 重量相同不等於磁路相同
C3:固定外場、靜止轉子 靜止/不送風 固定場源 電磁感測器干擾與直接介質作用 場源發熱需獨立測
C4:轉動場源 含封裝永久磁體或主動葉片線圈 指定開啟 機械與場源同時作用 必須測額外功耗與損耗熱
C5:熱假負載 與目標配置等效熱源 不提供相同磁場 檢查熱對流/氣體膨脹競爭解釋 熱量與位置需可比
C6:控制器對照 同樣硬體 同場源能力 固定輸入 vs 動態回授 回授穩定不等於自然自維持

若有關鍵裝置無法以安全方式製作等質量或等熱對照,應將其列為識別限制,不能假裝因子已獨立。磁場的作用於鐵磁葉片、磁場的作用於普通中性氣體與電場作用於帶電粒子分屬不同物理項,TEF-04 已建立分辨要求。

7.2 固定轉速與固定功率是不同實驗

試驗 A|等轉速、等幾何、等氣源:辨識加上葉片場源是否使壓力、質量流率或溫度等改變。此試驗允許不同配置使用不同電功率,但必須報告差異。

試驗 B|等總資源:以固定的全系統計量邊界比較壓力控制、流量與空間覆蓋的效果。若某配置需要較高外部功率才能維持同轉速,它可能在 A 中呈現效應,卻在 B 中沒有工程增益。

試驗 C|等介質輸入/抽排:控制或實測入口與出口的介質來源,檢驗壓力場究竟是被重新分布,還是系統變更了實際抽氣/供氣工作點。泵浦負載改變時,必須量測實際工作點。

7.3 三種跨節點比較保留 TEF-06 的代碼

  • E1:固定每節點名義操作條件。 隨 NN 增加,總功率可以上升;只辨識耦合、飽和和集體形態,不直接評價能效。
  • E2:固定實際量測的系統總功率。 比較同總能源下的流場控制收益;包括必要的控制與介質設備耗能,或明確採用同一子系統邊界。
  • E3:固定可追溯介質供應/抽排條件。 檢查不同節點配置是否造成介質重新分布,而不是增加未知進氣量。

E2 與 E3 可交叉,但不要求所有變數在每個實驗點都能完全獨立固定。以相同「泵浦設定值」冒充相同質量排出量是不允許的。


8. 預註冊、隨機化、區組與重複性

8.1 主要假說在看到結果前就要鎖定

正式採集之前,將 TEF-06 的 H6-A~H6-G 及其主要終點映射到實驗的 hypothesis_id,事前凍結:

  • 主比較與參考組、參數範圍、氣體組分、幾何版本及壓力制度;
  • 主要指標、最小可辨識效果、工程最小有意義效果與量測不確定度要求;
  • 有效運行窗的起止條件、熱平衡等待、控制器穩定判定;
  • 重複次數、跨日獨立批次、配對策略與樣本量估計依據;
  • 隨機化種子、區組定義、缺測與排除規則、異常停止處理;
  • 報告信賴區間或其他推論框架、主要與探索性指標區隔、多重比較處理;
  • 軟體、幾何、線圈/葉片、韌體、儀器與分析程式版本。

本篇不杜撰具體的有效樣本數或壓差達標數值。應先以安全的先導測試取得合理的噪音、效應尺度與批次相關性,再凍結可行的樣本設計。先導資料不應在預註冊後又當成獨立確認資料而不加揭露。

8.2 最小對照順序與區組結構

可採用安全允許的隨機化/平衡區組:以「同一天、同氣體、同感測校準、同幾何」作區組,在區組內對不同場源/操作組做隨機順序,且穿插共同基線以檢查漂移。若改裝永久磁體、換管路或重新密封不能在相同運行中快速切換,需採跨裝配/跨日配對設計,並在統計模型中納入裝配批次效應。

動力系統可能有磁滯、熱遲滯、控制器歷史依賴與持續泵運轉,故不能認為 A→B 與 B→A 必然等價。必須給每一階段明確的狀態重設與可觀測恢復標記;若不能重設,將此限制納入效果判讀。

8.3 時間序列不是無限多個獨立樣本

假如一段穩態影片有十萬影格,它仍可能只是一次裝配、一次校準、一次工作點的長度較長觀察。自相關會使有效獨立樣本數遠小於影格數,因此不得以「影格數很大」宣稱極高統計顯著性。可採跨批次重複、預先指定的區塊 bootstrap 或經診斷的時間序列模型,並對殘差做自相關、變點及漂移分析 [R6, R7]。

8.4 盲化與確認資料

在可行時,將資料的場源狀態標記編成分析人員看不出條件的代碼,先依預註冊方法處理,確認資料鎖定後再揭盲。如果安全操作員必須知道場源狀態,盲化仍可作用於事後資料分析人員,但不能虛稱整個實驗雙盲。探索性調整的閾值、最漂亮的截面與未事先指定的幾何,須另列探索性結果。


9. 主要效應量、壓力集合與質量閉合

9.1 匹配基線與局部壓差

沿用 TEF-01/06 的基線方向:

Δp(x,t)=pref(x,t)−pon(x,t).\Delta p(\mathbf x,t)=p_{\rm ref}(\mathbf x,t)-p_{\rm on}(\mathbf x,t).

比較時須固定或量測幾何、氣源、泵、壁溫及實際操作點。 Δp>0\Delta p>0 只表示相對適當基線壓力較低,不是絕對壓力變成負數,也不是物質在沒有力和流路時自動被吸入。

9.2 不預設幾何形狀的低壓集合

以事前選定的有效研究域 Ωm\Omega_m 及壓差閾值 δ>0\delta>0:

Aδ(t)={x∈Ωm:Δp(x,t)≥δ}.\mathcal A_{\delta}(t)= \{\mathbf x\in\Omega_m:\Delta p(\mathbf x,t)\ge\delta\}.

Aδ\mathcal A_{\delta} 可以不連通、分岔、貼壁、狹長、曲面化,或是空集合。不把感測器插值產生的圓形等值線當成已發現的物理對稱性。

9.3 穩定壓力區域 ST-1

對事先固定的觀測窗 W=[t0,t1]W=[t_0,t_1],定義:

Δp‾W(x)=1∣W∣∫WΔp(x,t) dt,\overline{\Delta p}_W(\mathbf x)= \frac{1}{|W|}\int_W\Delta p(\mathbf x,t)\,dt, σW(x)=[1∣W∣∫W(Δp(x,t)−Δp‾W(x))2dt]1/2,\sigma_W(\mathbf x)= \left[\frac{1}{|W|}\int_W \bigl(\Delta p(\mathbf x,t)-\overline{\Delta p}_W(\mathbf x)\bigr)^2dt\right]^{1/2}, Πδ,W(x)=1∣W∣∫W1[Δp(x,t)≥δ]dt.\Pi_{\delta,W}(\mathbf x)= \frac{1}{|W|}\int_W \mathbf1\bigl[\Delta p(\mathbf x,t)\ge\delta\bigr]dt.

候選統計穩定區域為:

SW={x∈Ωm:Δp‾W(x)≥δ, σW(x)≤εp, Πδ,W(x)≥q0}.\mathcal S_W= \{\mathbf x\in\Omega_m: \overline{\Delta p}_W(\mathbf x)\ge\delta, \ \sigma_W(\mathbf x)\le\varepsilon_p, \ \Pi_{\delta,W}(\mathbf x)\ge q_0\}.

εp\varepsilon_p 是預註冊的波動界線、 q0q_0 是最低時間佔據率;其值應依校準與工程問題設定,不能看完數據再挑最有利的值。 SW\mathcal S_W 的存在只支持 ST-1 候選,仍須排除時間漂移、場源熱漂移、泵浦回授及自相關。

9.4 流入與流出的完整紀錄

對固定且有明確外向法向量 n\mathbf n 的控制面 Σ\Sigma:

Φin(Σ,t)=∫Σmax⁡(0,−ρu⋅n) dA,\Phi_{\rm in}(\Sigma,t)= \int_{\Sigma}\max(0,-\rho\mathbf u\cdot\mathbf n)\,dA, Φout(Σ,t)=∫Σmax⁡(0,ρu⋅n) dA.\Phi_{\rm out}(\Sigma,t)= \int_{\Sigma}\max(0,\rho\mathbf u\cdot\mathbf n)\,dA.

這兩項都可能在穩態循環中保持正值。若控制體內存在真實相變或其他物質來源 m˙src\dot m_{\rm src},其質量收支殘差定義為:

Rm(t)=dMΩdt−Φin+Φout−m˙src.R_m(t)=\frac{dM_{\Omega}}{dt} -\Phi_{\rm in}+\Phi_{\rm out}-\dot m_{\rm src}.

RmR_m 單位為 kg/s;理想閉合狀態為零,實測必有量測誤差。這個式子是可檢驗的收支檢核,不是額外吸引力的定律。若無能力量測空間內氣體存量的時間變化,必須報告閉合項的不確定度與未識別源匯,而不是強行設定 Rm=0R_m=0。

9.5 主要工程效益與總功率公平性

沿用 TEF-06 的壓差工程代理指標:

Yp=∫W ⁣∫Ωmw(x)[Δp(x,t)−δ]+ dVdt∣W∣∫Ωmw(x) dV,[a]+=max⁡(0,a).Y_p= \frac{\displaystyle\int_W\!\int_{\Omega_m} w(\mathbf x)[\Delta p(\mathbf x,t)-\delta]_{+}\,dVdt} {|W|\displaystyle\int_{\Omega_m}w(\mathbf x)\,dV}, \qquad [a]_+=\max(0,a).

YpY_p 的單位為 Pa,只代表指定空間內的壓差控制效果。當 Ptot>0P_{\rm tot}>0 時,可報告:

ηp∗=YpPtot.\eta_p^*=\frac{Y_p}{P_{\rm tot}}.

ηp∗\eta_p^* 單位為 Pa/W,不是熱機效率,也不能直接解讀成冷卻效率、空氣淨化率或無能耗吸引力。 PtotP_{\rm tot} 的邊界須固定:馬達、葉片線圈、固定場、感測控制,以及必要氣源/抽氣設備若排除,必須另列明確能源帳本,禁止跨配置用不同邊界製造改善假象。

9.6 動態穩態的三層證據

類別 必備資料 最多可支持的結論
ST-1 統計穩定 長時序壓差、佔據率、漂移檢查、共同比較基線 特定操作窗存在可重現壓力分布
ST-2 受擾恢復 預先核准且幅度安全的小擾動、恢復時標、跨次重複 給定操作點附近具局部恢復能力
ST-3 吸引子動力證據 足夠辨識的狀態空間模型、穩定性分析、吸引域資料 指定模型及條件下的吸引集合證據

ST-1 不等於 ST-2;ST-2 不等於 ST-3;ST-3 仍不等於新基本物理作用力。 若研究者使用「自然穩定」一詞,必須標示 D1 持續回授、D2 固定操作點或 D3 停機後有限衰退等供能情況。

9.7 條件性「遠快近慢」的量測

在相同質量流率、無中途質量源匯且適用一維有效流管的近似下:

m˙=ρ(s)A(s)v(s).\dot m=\rho(s)A(s)v(s).

若由外側截面 11 往內側截面 22:

v2v1=ρ1A1ρ2A2.\frac{v_2}{v_1}= \frac{\rho_1A_1}{\rho_2A_2}.

因此 v2<v1v_2<v_1 的條件是 ρ2A2>ρ1A1\rho_2A_2>\rho_1A_1 ;若流道面積縮小更快,也可能出現靠近時加速。應沿預先指定的有效流路及截面定義「遠/近」,不以畫面同心圓或單一中心作距離基準。若存在回流、分岔、強三維湍流或自由分子流,則應廢止這個簡化流管近似,使用適合的完整模型。


10. 形態、拓樸與跨批次重現

10.1 報告的是量測到的形態,不是繪圖偏好

對 Aδ\mathcal A_\delta 與 SW\mathcal S_W 可量測:

  • 低壓區的有效體積 VSV_S 、體積占比及高於不確定度的壓差範圍;
  • 連通分量數 β0(δ)\beta_0(\delta) 與最大連通分量占比;
  • 貼壁比例、角落占比、分支路徑及不同高度上的變化;
  • 極值位置(最低壓力、最高密度、最高流速)的不確定度;
  • 不同時間窗、不同閾值與空間採樣密度下的形態敏感度。

若改變壓力閾值就能讓某個「環」立刻消失或合併,這可能只是閾值敏感,而非真正場拓樸突變。拓樸工具只作輔助,不能替代原始壓力與流率資料 [R8]。

10.2 跨次空間重合與座標映射

若兩次實驗具有同一實體幾何及同一共同量測域,可用兩個候選低壓區的 Jaccard 重合度作補充描述:

J(A,B)=∣A∩B∣∣A∪B∣,∣A∪B∣>0.J(A,B)=\frac{|A\cap B|}{|A\cup B|}, \qquad |A\cup B|>0.

分母為零(兩次均空集合)時,不應人為設為「完美穩態」。跨不同幾何若需要映射,應先凍結可比域與映射規則,再計算重合度;不可因幾何不同直接比較未映射的體積重合率。

10.3 正常結果可能只是成熟流體物理

即使多節點產生分叉低壓區、壓力帶或非線性耦合,也可能由流阻、分布式旋翼、壁面、熱對流、磁性材料、泵控制和普通控制理論解釋。場型複雜不等於物理真空性質被改寫;應先嘗試 M0(常規機械/管路)、M1(完整常規多物理)模型解釋,再決定是否需要更強的 M2 新機制候選。


11. 統計判定、零結果與可否證閘道

11.1 從「可測差異」到「有工程意義」

應分開報告:

  1. 量測存在性: 已量測差異相對基線是否超過校準與系統性不確定度;
  2. 可重現性: 是否在不同裝配/日期/操作人員及對照順序中重現;
  3. 工程效益: 在相同總資源與指定空間控制任務下,是否優於匹配傳統風扇陣列;
  4. 機制辨識: 差異是否可由已知電磁、熱、流體、泵與幾何機制解釋。

前面三者即使全部成立,第四者仍可能屬於已知物理。研究目標不應以「一定找出新力」為成功標準。

11.2 不同的負面結論不能互相偷換

  • 未見可辨識場源效應:可能是場強不足、方法靈敏度不足,或在測試範圍內確實沒有額外作用;報告可辨識上界與適用域。
  • 看見低壓區但無同功率效益:允許保留場控制的工程觀察,不宣稱節能。
  • 有 ST-1 無 ST-2:只稱統計穩定,不能稱動態吸引子。
  • 有非線性無新力證據:屬非線性控制/流體耦合結果;不把模型殘差自動提升為真空物理突破。
  • 實驗無法安全執行:記錄 NOT_RUN_SAFETY_GATE,不算物理否證或物理支持。
  • 資料品質不足:記錄 INCONCLUSIVE_MEASUREMENT,與明確的「等效於零效果」不同。

11.3 決策表(不預填顯著性結果)

證據條件 可發布的相對保守結論 不可發布的結論
只取得一段演示影片 裝置曾運作且可見特定外觀 已建立穩定壓力帶
有多點壓差與匹配基線 存在特定條件的壓差差異 已發現新基本吸引力
多批次重現 SW\mathcal S_W ST-1 候選支持 停機後永久自持
安全擾動後可恢復 ST-2 指定操作點支持 全域唯一吸引子已證明
固定總功率有實用收益 某任務中工程改善 所有幾何與壓力制度皆改善
M1 模型與資料不符 應檢查模型、儀器、參數與殘差 量子真空已被改變

11.4 最小可辨識效果與等效性

「沒有顯著差異」不等於「已證明沒有作用」。若研究要支持某效應小於工程上有意義的幅度,需在預註冊時設置有物理依據的等效界線與足夠精度,採適當的等效檢定或區間判定。若資料不足以排除工程上重要效果,應如實報告不確定,不能為了維護或否定假說而改寫結果。


12. 安全責任架構:承壓外殼、轉子、電氣與介質分開審核

12.1 風險不得因多單元耦合而被平均化

單個節點可運作不代表數十節點在同一艙體內安全。增加單元可能放大機械共振、破片風險、電磁干擾、溫升、供電瞬態、漏磁及控制通訊故障。安全邊界必須以最不利可信工況與故障模式作審核,而不以平時平均功率或平均轉速作保證。

12.2 危害登錄(研究級 FMEA/HAZOP 起點,不是已核准的 FMEA)

危害 可能失效來源 最低限度安全責任 可觀測徵兆
外壓容器挫屈/內爆 非額定艙體、穿壁與密封失效、外壓超設計 專業容器工程審核、額定與維護、實驗區隔離 異常壓差、變形、漏率與結構感測
旋轉破片或葉片脫離 磁鐵碎裂、卡珠鬆脫、疲勞、失衡、過速 正向機械保持、破片容納、動平衡及專業核准 過速、振動、位移、溫升
電磁/電氣故障 線圈短路、過流、感應供電失控、EMI 電氣保護、硬體聯鎖、隔離、場強與 EMC 評估 過流、絕緣異常、干擾與過溫
氣源或抽排故障 供氣不足、漏氣、泵偏離工作點、閥故障 已核准介質清單、壓力限制、獨立隔離及監控 流率不符、壓力偏離、組分異常
氧化/可燃性氣體 氫氣與氧氣混合、純氧材料不相容 初期排除氫、純氧與電解混合氣;後續獨立安全專案 組分、氣體偵測、溫度等
感測器失真 磁場、振動、熱漂移、壓力計超範圍 多原理冗餘、定期核對、異常停止 通道不一致、零點突變
遠端通訊與視訊失聯 網路/控制器故障、影像延遲 安全聯鎖獨立於主控軟體;安全狀態由設施核准 通訊 watchdog、時鐘不同步
操作與人員暴露 不當靠近旋翼、開艙、非核准干預 隔離區、權限管理、無人低壓艙操作與訓練 門禁、靠近感測、權限事件

NASA JSC 的安全與健康要求包含真空與氧環境中的程序、訓練及緊急情況要求 [R9];NASA 旋轉測試/飛輪防護研究提供高速旋轉風險的工程背景 [R10, R11]。引用這些資料不等於本設計已符合 NASA、ASME 或其他任何法規。

12.3 真空標準適用性不可誤寫

ASME BPVC Section VIII Division 1 對某些內壓或外壓壓力容器的設計、製作、檢查與認證提供規範,但其正式適用範圍與門檻需由合格工程師及所在地法規判定;一般真空容器承受約一個大氣壓外壓的情況,不能僅因「使用真空」就宣稱必然落在該標準的強制適用範圍。引用 [R12] 是提醒必須專業評估外壓結構與適用規範,而不是把其部分條款當作家庭自製方案。

ISO 20485:2017 提供示蹤氣體漏率檢測的標準背景 [R13];實施與驗收仍由設施和計量專業人員訂定,且所有使用的示蹤氣體須符合該設備的安全與材料相容條件。

12.4 失效安全與停機的四個不可省略原則

  1. 隔離與硬體優先:物理門禁、過速、過溫、過流、壓力監控及必要氣源隔離的保護功能,不能只依賴主控電腦或網路。
  2. 可觀測且可稽核:聯鎖事件寫入不可任意刪除的事件紀錄;即使觸發後停止,仍保留前後的安全診斷資料。
  3. 安全狀態由專業設施設計決定:不能一律立即打開艙門、瞬間復壓或任意停止所有設備;某些失效可能需先受控減速或隔離。
  4. 禁止人在低壓運行艙內:本研究是無人設備測試,不包含任何人類低壓曝露、居住或生命支持示範。

13. 原始資料契約與不可覆寫的證據鏈

13.1 資料分類

每次試驗至少有六種互相關聯、但不能互相取代的物件:

  1. CONFIG:幾何、單元、場源、介質、設備參數與安全核准;
  2. PREREG:凍結假說、主要指標、比較組、統計與停止規則;
  3. CALIBRATION:校準報告、感測器量程、氣體與磁場適用性;
  4. RAW:不可覆寫的原始數據、影片及事件記錄;
  5. ANALYSIS:程式碼、版本、插值規則、指標與置信區間;
  6. REPORT:支持、不支持、無法判定、安全中止與資料完整性結論。

同一個 run_id 不得因重新分析而改寫原始數值;修正應建立新版本並留修訂理由、時間與舊雜湊。

13.2 最小原始測量欄位

欄位 型別/單位 資料來源/說明
run_id, config_id 字串 主鍵與配置關聯
timestamp_utc, t_monotonic_s ISO 8601、s 統一參考時基及單調時間
sensor_id, calibration_id 字串 對應計量檔、探頭與位置
x_m, y_m, z_m m 感測器實際座標及座標系版本
p_abs_Pa, dp_Pa Pa 絕對壓與差壓;非適用欄位需標 null
temperature_K K 明示氣體/壁面/設備對象
mass_flow_kg_s kg/s 明示 inlet/outlet/source 路徑
gas_species, mole_fraction 字串、無因次 來源、方法與修正因子
rotor_speed_rad_s, torque_N_m rad/s、N·m 各節點實際值
field_B_T, field_phase_rad T、rad 方向及頻率/相位定義另附
drive_power_W, field_power_W, pump_power_W W 分開計量,並保留總邊界
vibration_m_s2, interlock_state m/s²、狀態碼 機械及安全事件
video_frame_ref, video_sync_offset_s 字串、s 影像與物理資料同步
data_quality_flag 枚舉 OK、OUT_OF_RANGE、MISSING、EMI_SUSPECT、SAFETY_ABORT

這份表格只列標準化匯流層,原始儀器封包、校準日誌和原廠格式也須保存。所有數值都需要其實際量測或推導來源,不得由預設值自動補成「正常」或「零」。

13.3 空白試驗物件的 JSON 範例(不是已取得的數據)

{
  "schema_version": "TEF07.run.v0.1",
  "record_type": "EXPERIMENT_PROPOSAL",
  "status": "PLANNED_NOT_TESTED",
  "run_id": null,
  "date_utc": null,
  "phase": "P0_TO_P5_UNSELECTED",
  "geometry_family": null,
  "geometry_cad_sha256": null,
  "gas_domain_volume_m3": null,
  "geometry_coordinate_frame_id": null,
  "active_node_count_N": null,
  "node_configuration_sha256": null,
  "rotor_model_id": null,
  "blade_field_source_class": null,
  "comparison_class": "E1_OR_E2_OR_E3_UNSELECTED",
  "treatment_group_code": null,
  "matched_baseline_id": null,
  "gas_composition": null,
  "pressure_regime": null,
  "knudsen_model_validity_id": null,
  "mass_source_inventory_id": null,
  "pump_curve_and_working_point_id": null,
  "total_system_power_boundary_id": null,
  "calibration_bundle_sha256": null,
  "safety_review_id": null,
  "interlock_function_test_id": null,
  "preregistration_sha256": null,
  "primary_endpoint_id": null,
  "delta_pressure_threshold_Pa": null,
  "stability_window_s": null,
  "occupancy_threshold": null,
  "fluctuation_limit_Pa": null,
  "mass_balance_residual_kg_s": null,
  "raw_data_manifest_sha256": null,
  "video_manifest_sha256": null,
  "analysis_commit_id": null,
  "experiment_state": "NOT_RUN",
  "safety_events": []
}

null 表示未設定或尚未量測,不得默認為零。interlock_function_test_id 指核准測試紀錄,不是以程式自行宣稱安全功能已被驗證。

13.4 證據鏈與再現資料夾的概念規格

TEF-07/
  preregistration/
    protocol-v0.1.md
    locked-hypotheses.json
  geometry/
    configs.json
    cad-manifest-sha256.json
  instrumentation/
    calibration-manifest.json
    sensors.json
  runs/
    RUN_ID/
      raw/            # 儀器原始檔,不可覆寫
      video/          # 視訊原檔與時間同步證據
      events/         # 安全、聯鎖、人工干預
      derived/        # 衍生值,附演算法版本
  analysis/
    code-version.txt
    figures/
    validation-report.md
  reports/
    findings.md
    negative-results.md
  SHA256_MANIFEST.json

這只是未來存放結構,不表示已在雲端或 GitHub 建立上述路徑。可將每份原始檔的位元組雜湊與來源一併保存,並允許事後以新版本追加修正或排除標記;不可把不利數據從原始資料庫中刪除。


14. 數值模型、物理實驗與驗證分級

14.1 最少三層數值比較

  • M0|機械與管網基線:已知風扇曲線、流阻、氣源、抽氣、壁面與熱效應;目的是測試是否有必要啟用更複雜模型。
  • M1|已知多物理模型:納入三維旋流、非線性、可壓縮流、磁化/帶電粒子、稀薄氣體、控制器與材料放氣。
  • M2|額外物理候選(僅未來):須先具有不同於 M0、M1 的可測方程及獨立預測,不能只在看見殘差後任意增加參數使曲線吻合。

模型建置要完整保存實際幾何、網格、求解器、邊界、時間步、收斂準則、反演參數與資料版本。模擬與實測對比應參照 ASME V&V 20 的方法學精神,分離實驗不確定度與數值近似誤差 [R14]。

14.2 模型誤差與儀器誤差不同

若 CFD 預測的壓差與感測器不符,必須先檢查裝配、泵工作點、氣體組分、壁面溫度、磁感測干擾、模型適用域、網格與時間收斂。若最後仍存在剩餘誤差,應報告參數敏感度與預測外推失敗的條件,不能自動把殘差命名為真空張力效應。

14.3 成果狀態碼

建議所有對外報告使用一致狀態:

代碼 意義
CONCEPT 有研究想法與物理定義,無模擬或實驗
MODELLED 有明示方程、假設與有效域,未證明數值可信度
SIMULATED 有數值輸出與基礎驗證,沒有實體測量
BENCH_TESTED 實際台架資料可追溯,尚未獨立重現
INDEPENDENTLY_VERIFIED 有獨立重複及資料鏈,且報告限制
SAFETY_NOT_APPROVED 安全審查未通過,禁止相關實驗
INCONCLUSIVE_MEASUREMENT 資料不足以支持或否定主要命題

本稿應標為 CONCEPT / PROTOCOL PROPOSAL,不能因文中存在方程、表格與 SOP 草案就標為 BENCH_TESTED。


15. 可直接填寫的預註冊/試驗報告清單

下面模板是研究文書欄位,不是執行設備的操作指令。

15.1 預註冊表(所有欄位在數據採集前填入)

項目 必填內容
主要假說與版本 H6-A~H6-G 中的明確子命題及原始引用
主要指標 YpY_p 、 Φin\Phi_{\rm in} 、 VSV_S 、 β0\beta_0 、 τrec\tau_{\rm rec} 等擇定且限制主要指標數量
控制條件 G 家族、比較 E1/E2/E3、 NN 、介質、泵工作點、能耗邊界
正反證判準 有意義效應界線、量測敏感度、不確定度和反例條件
樣本設計 區組、隨機化、重複與獨立批次,不得以影格替代批次
安全審查 核准設施、容器、轉子與電磁、氣體和責任人簽署
資料治理 原始資料不可覆寫、雜湊、時間同步、失敗保留及存取權限
模型適用性 局部 KnKn 範圍、連續流/分子流選型、網格與不確定度
停止與排除規則 何種儀器異常及聯鎖觸發導致中止;原始失敗資料仍保存

15.2 結果報告表(不可事前填入虛構數值)

指標 報告欄位 合格結論形式
壓差與面域 效應量、測點、時間窗、不確定度 在指定幾何和壓力制度下有/無可辨識差異
氣源收支 實際進出質量流率、 RmR_m 、漏氣/放氣分析 收支在明示不確定度內閉合/未閉合
場源效果 同速/同功率對照與熱假負載 額外場作用可辨識/不可辨識/不確定
幾何與拓樸 β0\beta_0 、空間圖及插值敏感度 可重現或僅為閾值/插值偽影
穩態分級 ST-1/ST-2/ST-3 及證據 只依符合的最低充分證據報告
系統安全 聯鎖事件、超限與異常紀錄 審核通過、停止或未獲許可;不以科研成功抵銷風險
模型比較 M0/M1 預測誤差、模型不確定度 被模型解釋/仍有未釐清殘差

15.3 最小成功標準:完成可否證的實驗,不要求假說成功

真正有方法學價值的最小完成條件應是:完成一個安全許可且記錄完整的對照問題,提供可追溯的原始資料、校準、不確定度、實際能源與物質收支、一次可檢驗的正/負結果,以及誠實的限制。不應把產生「漂亮場圖」當成研究是否成功的判準。


16. 與 TEF-01~06 和 TEF-08 的接口

篇次 TEF-07 承接 TEF-07 提供/不得反向誇大的結論
TEF-01 有效場、吸引、真空張力與守恆定義 壓差、流率和介質作用可量測規則;不預設新力
TEF-02 磁性葉片、主動場源、機械固定 場源對照、轉子風險與防護 Gate
TEF-03 捕集、電解、壓縮及質量能源收支 初期僅採受控非燃性氣源;自循環與氧氣留待獨立驗證
TEF-04 電磁/機械/稀薄氣體模型 模型有效域與實驗測點選型
TEF-05 G0~G5 幾何與拓樸 方形/長方形內部測試域、非圓形壓力集合與映射
TEF-06 E1~E3、H6-A~H6-G、ST-1~3 預註冊假說、主指標與可否證的證據分級
TEF-08 太空散熱、建築通風、無人機及生命支持需求 只移交實際已驗證且符合應用邊界的結果;不能直接宣稱可飛、可供氧或解決軌道排熱

若第一階段能在常壓房間與專業低壓艙取得可靠的壓力—速度—密度資料,下一個問題才是各應用的能耗、質量、維修及安全可行性。某些場控制可能只適用建築通風而不適用太空;某些低壓物理結果亦可能沒有飛行升力收益。這些不是研究失敗,而是明確辨識有效域。


17. 研究限制、可否證性與結論

17.1 本文真正完成的工作

本文完成一份以現有工程和量測原則為基礎的實驗設計草稿:

  1. 在設施層區分常壓房間、真空承壓外殼與內部可換的方形/長方形幾何;
  2. 將遠端控制、影像、壓力、流率、介質、溫度、磁場與振動整合為同步觀測契約;
  3. 建立場源/機械/熱/氣源/抽氣的最小因果對照;
  4. 延續 E1/E2/E3、ST-1/ST-2/ST-3 與 M0/M1/M2 的判讀分層;
  5. 明定資料不可覆寫、預註冊、統計獨立性、量測不確定度和零結果保存;
  6. 將外壓艙體、磁性高速轉子、電磁設備和氣源安全劃成互不替代的審核路徑。

17.2 本文沒有完成的工作

尚未進行任何合格設施安全審查、原型製作、壓力計標定、真空洩漏測試、轉子實機驗證、量測執行、模擬及跨實驗室重現。因此,本稿不提供所謂最佳轉速、壓力帶半徑、能耗節省比例或新作用力存在性的結論。所有數值門檻應由將來的專業設施、校準結果、可接受風險及事前假說共同決定。

17.3 核心結論

「真電風扇」研究最關鍵的驗證,不是把一般風扇改成磁性葉片後便宣稱形成吸引場,而是在可追蹤物質與能源邊界下,透過受控幾何和可分離場源,判斷一個非預設形狀的壓力/密度/流速穩態是否存在,且其效果如何隨節點數、供電、介質稀薄程度及回授控制改變。在地面先做常壓和合格低壓試驗,配合遠端影像與嚴格計量,是合理的驗證路徑。

即使最終結果完全符合既有流體、電磁與動力系統理論,也仍可形成有價值的工程控制知識。若未來確有無法由充分驗證的模型預測的剩餘作用,其科學價值須來自獨立重現及新的可否證預測,而非來自「真空張力」一詞的吸引力。


參考文獻與可核查來源

以下來源支持真空設施、計量、實驗方法與安全責任的既有規範,均不代表 TEF-07 已經實驗證實人工低壓吸引場的特定新效應。

本研究系列內部基線(非外部獨立驗證)

  • TEF-01|TEF-01_人工低壓吸引場的物理定義與守恆邊界_v0.1_2026-11-02.md
  • TEF-02|TEF-02_主動電磁葉片與管道單元的工程設計_v0.1_2026-11-02.md
  • TEF-03|TEF-03_介質捕集生成加壓與循環_氣體質量能源收支_v0.1_2026-11-02.md
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Canonical source、驗證與提交聲明

  1. 唯一正式原始碼:本 UTF-8 Markdown 檔案。聊天畫面只是閱讀/渲染介面,不取代原稿。
  2. 數學定界符唯一性:行內 $...$、展示 $$...$$,不使用其他數學原稿 delimiter,不進行 Unicode/LaTeX 互轉或文字再轉義。
  3. 狀態識別:v0.1.0 / DRAFT / PROTOCOL PROPOSAL / NOT PREREGISTERED / NOT EXPERIMENTALLY VERIFIED。沒有任何量測表格被填入虛構實驗數據。
  4. 驗證後再提交:檢查 UTF-8、數學定界符、公式語義及量綱、資料示例合法性、章節連續性、參考鏈接與各篇一致性;檔案保存後產生完整性摘要。
  5. 未完事項:設施與安全審查、實驗預註冊、原型及儀器核准、樣本量與不確定度預估、測試執行、數值模型驗證及獨立重現。任何後續新數據均以新版本及不可覆寫原始資料保存。

TEF-07 結論:本篇建立「安全而可否證」的地面實驗設計,不宣稱已經得到人工低壓吸引場或其數量級效應的實驗證據。TEF-08 在本篇之後才討論可轉移到太空散熱、建築、飛行與生命支持的工程應用。