FESADev/docs/shell-transient-heat-transfer/implementation-verification.md

Shell 과도 열전달 구현·검증 기록

• Feature ID: shell-transient-heat-transfer
• Owner: 메인 assistant
• 상태: 기존 전체 baseline 확보; 열해석 구현·검증 진행 중. 제품 검증 완료가 아니다.
• 기준: PRD, ADR, 정식화, 독립 수치 검토, 공통 tolerance.

Production 변경 전 baseline

검사 대상 source revision은 a3502c9b974bc17698d57438274408f29317ced4다. 검사 도중 reference 두 파일만 e6fd9e9에 추가했으며 production source와 테스트는 변경하지 않았다. 정식화·계약 문서 편집은 별도 task checkout에서 수행했다.

Windows MSVC x64 Debug, CMake/Ninja와 기존 설치된 의존성을 사용했다. MSVC toolset 14.51.36231, oneAPI MKL 2026.1, TBB 2023.1, HDF5 2.1.1 및 승인 local GoogleTest checkout을 사용했다. 머신별 절대 경로는 개인 실행 환경에만 둔다. 저장소에 .harness/config.json이 없어 직접 preset을 실행했다.

실행	Captured exit	관찰
cmake --preset windows-msvc-ninja-debug -DCMAKE_PROJECT_FESA_INCLUDE=	0	Configure 완료; 추가 task source overlay 없음
cmake --build --preset windows-msvc-ninja-debug --parallel 4	0	전체 baseline build 완료; compiler warning 검색 결과 없음
ctest --preset windows-msvc-ninja-debug --show-only=json-v1	0	478개 검사 발견
ctest --preset windows-msvc-ninja-debug --output-on-failure	8	478개: 475 PASS, 2 FAIL, 1 SKIP. 3480.67초; 전체 검사 제외 없음

실제 로그·argv·revision·exit·완료 시각은 로컬 .dryforge/evidence/baseline-*.log와 각 .log.json에 보존한다. 전체 CTest 로그도 .dryforge/evidence/baseline-LastTest.log에 복사해 후속 실행으로 덮어쓰이지 않도록 보존했다. Native CTest exit은 8이고 외부 PowerShell 실행 도구는 실패 exit 1을 반환했다. 아래 표는 실제 로그의 값을 요약한다.

기존 HHT 실패

HhtShellPhysics.C08aRigidManufacturedOrbitFullCoordinateTimeConvergence는 828.34초 실행 후 실패했다. 여섯 channel의 정의와 원래 판정은 tests/unit/analysis/hht_shell_physics_test.cpp의 해당 검사 그대로다.

실패 metric	실제 값	기존 기준
Channel 3 최종 refinement error / noise floor	1.178006582488537e-6 / 1.664587376115457e-6	error > noise floor
Channel 5 마지막 시간격자의 최대 error	5.675659240050177e-4	<= 1e-4
Channel 5 두 refinement order	1.0286686694389584, 1.0289692381730642	각각 >= 1.8
Channel 5 error / noise floor	5.675659240050177e-4 / 8.1556816896757325e-4	error > noise floor

HhtShellPhysics.C08bFreeFiniteRotationPlateSelfConvergenceAndPhysicalInvariants는 2382.81초 실행 후 실패했다. 마지막 공통시간 차이는 다음과 같다.

Channel	마지막 self-difference	기존 기준
q_u	5.5474274071377627e-6	<= 1e-4 (이 항목은 통과)
q_phi	1.3870090193204238e-4	<= 1e-4
v_u	1.7761250930811503e-4	<= 1e-4
v_phi	1.15434079805253e-2	<= 1e-4
a_u	1.1979645042237048e-2	<= 1e-4
a_phi	8.6893881162834119e-1	<= 1e-4

q_phi/v_phi/a_u/a_phi의 마지막 두 관측 차수는 각각 (-.1538334889569796,.17869938751647654), (-.084636748464689021,.057860368459572473), (.4062904963410236,.20093674620022031), (-.15578672026532631,.17674898422982255)로 기존 >=1.8에 미달했다. v_u의 마지막 차수도 .85658192310858094로 미달했다. Linear momentum drift의 마지막 세 값은 3.8504721819452428e-14, 4.8249991985258491e-14, 2.004031863681472e-13으로, 원래 strict decrease와 마지막 비율 <=.6 검사도 실패했다. 작은 값이라는 이유로 면제하지 않는다. 최종 energy/L drift는 9.5590394502167011e-7 / 4.2974921804532845e-7이었다. 이 실패 양상은 기존 HHT physics 검토의 미해결 C08 범위와 일치하며 열해석 변경 이전에 재현했다.

기존 HHT N7 inconclusive

HhtTemporalVerification.C04aFinestReductionComparisonIsNumericallyResolved는 기존 테스트의 명시 GTEST_SKIP() 분기로 SKIP이었다. Full/reduced acceleration defect 3.0790209097630861e-10이 기존 비교 기준 1e-10보다 크지만 arithmetic/solve resolution 6.2961354117696263e-10 이하인 경우를 N7 INCONCLUSIVE로 표시하는 원래 검사다. 원인과 범위를 tests/unit/analysis/hht_temporal_verification_test.cpp:478 및 실제 출력으로 대조했다. 환경 누락이나 열 기능의 미실행이 아니며, 이 항목을 PASS로 세지 않는다. 최종 전체 검사에서도 이 분류와 metric을 대조하고 새 skip으로 검증을 회피하지 않는다.

승인된 예외는 재현된 무관한 기존 HHT 실패의 별도 보존뿐이다. 마지막 전체 검사에서 동일 metric을 대조하여 새 실패·악화 여부를 확인한다. 기존 실패를 PASS/SKIP으로 바꾸거나 전체 CTest green으로 보고하지 않는다. 예상하지 못한 실패와 열해석 필수 실패는 자동 면제하지 않는다.

Reference 복사와 원본 보존

git worktree list --porcelain으로 확인한 동일 저장소 dev checkout의 reference/shell-thermal/에서 다음 두 파일을 같은 상대 경로로 byte 그대로 복사했다. 원본과 복사본의 SHA256이 각각 일치했고, 복사본을 e6fd9e9에 기록했다.

파일	원본과 복사본의 SHA256
shell-thermal.inp	955C8BEEC35CE53DA5F5DD48785CF8C12FCE726EBFDE7EAE40CF69DBF00D6EA4
shell-thermal NodalTemperature.csv	765B0D0F64C24CDE6D033D6EF80E0267275A496C97E28D932466EB877810D3E5

Abaqus 실행·reference 재생성·이름 변경·내용 보정은 수행하지 않았다. 이 hash 확인은 FESA/reference 수치 비교 통과 evidence가 아니다.

구현 및 최종 검증

구현 전 수치 계약

정식화와 승인 범위의 정합, 전체 patch certificate, source 접속, 시간격자·오차·수렴·slab 검증 기준을 작성하고 독립 수치 검토를 마쳤다. 검토 대상 정식화의 마지막 수식 변경은 dd409b5, 독립 보고서의 최종 보완은 6df5a17이다. 설계상 blocking 지적은 해결했다. 소스 구현의 정확도 통과 판정은 아니다.

• 전역 T-edge 좌표 검사를 source endpoint를 공유하는 후보로 제한하여 disconnected 접촉을 구별했다.
• 입력 rounding-cell을 놓치는 시간격자 반례를 발견하고 정확한 cell overlap으로 보완했다. Production은 최대 122비트의 고정 폭 연산이며 새 임의정밀도 의존성을 요구하지 않는다.
• 공간수렴 검증은 8/16/32/64 정사각 mesh, T=.001, 32증분으로 고정했다. 기존 관찰 차수 기준을 유지하고 시간오차/공간오차 비율의 최대값 .006864를 확인했다. 가장 큰 mesh의 온도·flux 원시 이력은 약 77.3MiB다.
• 고정5점의 초기 slab 오차·warped 3×3 적분 오차는 별도로 정량화했다.

통합된 문서의 독립 oracle 부록의 Python block 5개를 메인이 다시 추출 실행했다. Captured Python exit 0, ALL SCRATCH BLOCKS COMPLETED를 확인했고 출력은 .dryforge/evidence/t1-oracle-replay.log에 보존했다. 기능 문서의 링크·anchor·요구사항 ID 및 git diff --check도 통과했다. 문서 변경을 이유로 solver build/CTest를 반복하지 않았다.

Thermal semantic model

열물성·Domain·AnalysisModel semantic 구현을 254247e, 283628e로 작성하고, 독립 코드 검토에서 해당 범위의 잔여 차단 항목이 없음을 확인했다. BC/CFLUX는 source DOF 11·15만 허용한다. 열 재료·단면의 local index와 전체 Domain material index를 구분하며, 구조 step 접근을 열 모델에 잘못 호출하면 명시적으로 실패한다. 두 단계 BC는 원본 수준별 정의를 보존하며 최종 상속·override는 후속 입력/실행 연결의 책임이다.

Endpoint 제한의 행동 재현 검사에서 기존 구현이 12·13·14를 수용하여 CTest exit 8을 확인했고 수정 후 통과했다. 이전 API 누락에 의한 compile 실패는 행동 재현 evidence로 계산하지 않는다. 잘못된 물성·두께, 비활성 target, 초기값·BC 충돌, constrained CFlux 중복·순서 보존, 이동 후 소유 데이터 접근과 다중 재료 인덱스를 검사했다.

작업 checkout의 clean MSVC x64 Debug build와 최종 fixture 추가 후 incremental build는 각각 exit 0이다. 최종 관련 CTest는 21/21 PASS, exit 0이며 compiler warning은 검색되지 않았다. 실제 evidence는 t2-correction-clean-build-build.log, t2-correction-final-build-build.log, t2-correction-final-regression-test.log 및 각 명령·cwd·native exit JSON에 보존했다. 실행 당시 HEAD는 commit 전 254247e이고, 최종 검사 09:47:06 UTC 후 동일 수정분을 283628e로 기록했다.

검증 중 한국어 MSVC /showIncludes prefix가 CMake에서 잘못 decode되어 Ninja가 header dependency를 0개로 기록하는 환경 문제를 발견했다. Header 변경 후 이전 객체를 재사용하여 AnalysisModel 접근 오류가 발생했다. 개인 검증 환경에서 실제 UTF-8 prefix를 지정하고 clean build한 뒤 같은 객체의 dependency가 47개이며 관련 header를 포함함을 확인했다. 잘못된 추적 상태의 중간 incremental 결과는 최종 evidence로 사용하지 않는다. Production 변경 전 baseline은 175개 build action을 처음부터 실행한 결과로 유지한다.

공통 CMake source/test 등록 후 통합 checkout에서도 clean build exit 0, CTest inventory 487개, 관련 semantic·기존 structural DOF 검사를 포함한 29/29 PASS를 확인했다. Evidence는 .dryforge/evidence/semantic-integrated-{configure,build,test}.log와 semantic-integrated-serial-inventory.log다. 최초 inventory와 test를 동시에 시작했을 때 GoogleTest discovery의 공용 JSON 생성이 경합하여 inventory exit 8이 발생했다. 직렬 inventory 재실행은 exit 0이며, 이후 같은 build tree의 discovery/test는 직렬 실행한다.

Thermal DOF 매핑

e71f3ad, 17a2355의 열 5성분 profile, 활성 절점 번호, 20-entry scatter, partition과 CSR 매핑을 독립 검토했다. Canonical 11..15 순서, 비연속 반복 절점, 잘못된 enum 범위, 구조/열 profile 오용을 거부한다. 미사용 절점이 중간에 있는 경우와 공유 edge·분리 영역, BC 상속·override, 실패 후 전체 mapping 보존을 확인했다.

t4-final3-build.log는 native exit 0, t4-final3-test.log는 13/13 PASS, exit 0이다. 이 중 기존 structural DofManager 검사는 8개다. t4-final2-inventory.log의 491개는 discovery 수이며 전체 실행 수가 아니다. 검사 후 마지막 수정은 줄바꿈·들여쓰기뿐임을 독립 reviewer가 확인했고, 범위 내 잔여 차단 항목 없이 7b9a36c로 통합했다. 요소 kernel과 결합한 통합 검사는 kernel 완료 후 수행한다.

PATH 밖의 설치된 clang-format을 확인한 뒤 새 semantic 파일의 서식을 적용했다. 8ba4d18은 세 신규 파일의 서식 수정이며 관련 신규 header/source/test의 dry-run 검사는 exit 0이다. 앞선 수동 서식 확인을 formatter 실행으로 대신 주장하지 않는다.

시간격자 독립 실행 확인

요소 kernel과 분리된 시간격자 checkpoint e33ee6a를 독립 검토자가 별도 실행기로 컴파일했다. Production의 binary64 입력 cell 판정을 exact Fraction oracle의 11,043개 사례에 대조했고, 유효 11,030개와 입력·INC 거부 13개에서 불일치가 없었다. 66,023개 Frame 표본의 저장 시각·실제 delta가 비트 단위로 일치했다. 기본 INC=100, 범위 밖 Frame 거부와 진단도 확인했다.

MSVC /Od /W4 /WX /fp:precise standalone build, runner 및 비교기는 각각 native exit 0이다. 원래 subnormal 간격, open/closed midpoint, 최대 finite, 실제 shortened 마지막 증분과 거대한 count의 O(1) 사전검사를 포함한다. Evidence는 작업 checkout의 .dryforge/review/time_grid_e33ee6a/에 committed source manifest, 실제 출력, comparison.json 및 실행 명령으로 보존했다. 이는 시간격자에 한정한 evidence이며 kernel·procedure·physics의 최종 판정을 대신하지 않는다.

요소 kernel과 형상 검증

요소 구현 checkpoint 32f0c16의 독립 행동 계약 검토에서 잔여 차단 항목이 없었다. Domain의 node/section 범위 검사 뒤 전체 patch와 source 접속을 검사하며, 분리 영역의 좌표 접촉을 자동 연결하지 않는다. Recovery는 4×6 위치, 중립면의 별도 두 trace와 열벡터 e1/e2/n을 유지한다. 생성·복구 실패는 기존 kernel을 변경하지 않는다.

작업 checkout의 t3-ready-build.log, t3-ready-test.log는 native exit 0이며 32/32 PASS다: kernel 10, geometry 9, time 7, semantic 6개다. t3-ready-inventory.log의 513개는 discovery 수이며 전체 실행 수가 아니다. 실행 metadata의 HEAD는 commit 전 e33ee6a이고, 검사한 수정분을 이후 32f0c16에 기록했다. Build warning은 검색되지 않았고 formatter와 git diff --check도 통과했다. 32f0c16의 독립 수치 검토도 잔여 차단 항목 없이 통과했다. Commit에서 추출한 실제 kernel/geometry를 MSVC로 별도 컴파일하여 고정밀 oracle와 대조했다.

• 유효 fixture 22개의 C/K 계수 17,600개와 평가점 198개의 면적·gradient enclosure 2,574개에서 production 반올림 오차 경계 위반이 없었다.
• 직접 54점 적분과 절댓값 contribution 기준, C 양정치·K rank 19·상수 모드, 두께 변화·별도 중립면 trace·source topology 14개 사례를 확인했다.
• 고정 affine/distorted/saddle 사례의 3/5/7 적분 진단과 production C/K를 이용한 독립 BE 대수 응답, 실제 Recover의 온도 응답 5개를 확인했다. 전역 procedure를 실행한 결과는 아니다.

실제 명령·native exit와 계산 결과는 작업 checkout의 .dryforge/review/kernel_32f0c16/에 보존했다. 최종 compile/runner/checker는 모두 exit 0이다. 최초 surface oracle는 이동된 평판의 정확한 영 성분에 남은 고정밀 cancellation 폭으로 exit 1이었다. 입력 좌표 차를 exact Fraction으로 계산하여 oracle의 translation을 제거한 뒤 같은 포함 검사가 통과했다. Production 변경이나 tolerance 완화는 없었다. DOF를 포함한 통합 검사는 후속 실행으로 구분한다.

전체 thermal 검사, NT11 외부 수치 비교와 실제 결과의 독립 physics 평가는 아직 수행하지 않았다.