🌐 3D 建築層析風場模擬 (WebGL 2)

2. 環境風場參數指南 (UI Parameters Guide)

3. 計算域與空間設定 (Computational Domain)

• AIJ 與法規建議安全距離：入風口距建築應大於 5H (高度H)；出風口背風區須淨空 10H~15H (容納尾流發展)；頂部與側向須淨空至少 5H。
• 邊界條件切換 (Boundary Switch)：
  • 無邊界模擬：數值自動吸收外廓邊界干擾，完美消除「邊界反射」與「阻塞效應 (Blockage Ratio) 超標」問題。(強烈推薦使用)
  • 有邊界模擬：絕對剛性反射壁面。若迎風投影截面積佔比 > 8%，法規強制要求額外考量文氏管加速修正。

4. 物理引擎之演算法取捨 (Engineering Philosophy)

• 專注基礎力學：本平台目前暫未引入計算機圖學中常見的「渦度補償 (Vorticity Confinement)」等人工旋轉外力 (∇ × V) 修飾技術。考量到渦度補償雖能有效增強視覺上之亂流漩渦細節，但可能會對 Navier-Stokes 方程式的局部能量守恆產生不可預期之數值擾動。現階段我們傾向保留「隱式大渦模擬 (ILES)」的原生動量傳遞行為，以確保工程定性分析之物理客觀性。
• 混合式定性工作流：做為早期介入工具，系統犧牲了耗費數週的 RANS 邊界層迭代收斂，換取每秒 60 幀即時互動的動態流場洞察。重點在評估「設計方案 A 與 B 何者引發更強的穿廊管束效應」，而非產出可直接簽證的絕對靜態風壓值。
• 場域尺度與初步評估定位：考量 WebGL 架構於瀏覽器端即時求解之硬體極限，本系統目前設定之 3D 實體計算域 (約 256m × 128m × 128m) 空間規模相對較小。必須客觀承認，此範圍在面臨超高層建築群或大尺度地形起伏時，可能難以完全捕捉巨觀氣象的完整演化與極遠距尾流之消散現象。因此，本團隊聲明：所有線上分析與熱力圖截面積分結果，皆純粹供工程規劃初期進行「定性快篩與初步趨勢評估 (Preliminary Assessment)」之用。若專案進入細部設計、法定審議或遭遇極端微氣候挑戰，仍應委託專業單位透過風洞物理實驗或導入商業級 CFD 核心進行大尺度、高精度之嚴密定量驗證。

5. 動態解析度原則與非均勻網格拉伸技術 (Non-uniform Z-Grid Stretching)

• 幾何階梯假象 (Staircase Artifacts)：傳統直角網格 (Cartesian Grid) 高度離散化往往導致地形與建築邊界形成階梯狀輪廓。當高速氣流貼地撞擊此類離散邊界時，極易激發不合理的數值壓力尖峰與寄生迴流，干擾關鍵的地表微氣候預測。
• $\tanh$ 雙曲映射網格：為克服此瓶頸，本引擎實施「動態解析度原則」。數學上，我們將邏輯索引空間 (Index Space) 透過雙曲正切函數 ($\tanh$) 映射至物理高度空間，重新分配有限的切片數量。
• 精度效益：在不增加顯卡運算負擔之前提下，此演算法自動將系統近地表 (Z=0~10m) 區間之網格解析度壓縮放大逾 4 倍。不僅使氣流得以平順爬升跨越地形邊界，亦強化了邊界層對數風速廓線 (Logarithmic Wind Profile) 以及地表拖曳阻力 (Surface Drag) 之解析還原度。