Simulation Validator 是一套用于材料仿真的三阶段验证协议工具，目标是在仿真开始前、运行过程中和运行结束后分别进行校验，帮助判断仿真配置是否合理、运行是否稳定、结果是否可信。
用途 该工具围绕仿真生命周期提供三个阶段的验证：飞行前检查（pre-flight）、运行时监控（runtime）和飞行后校验（post-flight）。它适用于材料仿真场景，例如相场模型（Allen-Cahn、Cahn-Hilliard）等梯度流/变分模型。
主要能力 工具包含四个 Python 脚本：
- scripts/preflight_checker.py：在仿真开始前检查配置文件（JSON/YAML），验证必填键、数值范围、输出目录访问权限和磁盘空间，输出 report.status、report.blockers、report.warnings。状态分为 PASS、WARN、BLOCK。
- scripts/runtime_monitor.py：在仿真运行期间周期性分析日志，检测 NaN/Inf/溢出、残差增长和 dt 崩溃，输出 alerts、residual_stats、dt_stats。
- scripts/result_validator.py：在仿真结束后校验指标文件（JSON），检查质量守恒、边界、NaN、能量单调性等，输出 checks、confidence_score、failed_checks、status（PASS / FAIL / INSUFFICIENT_DATA）。confidence_score 在没有任何检查运行时为 null。
- scripts/failure_diagnoser.py：在验证失败时分析日志，输出 probable_causes、recommended_fixes。
使用方式 需要 Python 3.10+，无外部依赖，仅使用标准库，支持 Linux、macOS 和 Windows。运行前需收集：配置文件、日志文件、指标文件、必填参数和有效范围。
阶段 1（飞行前）： python3 scripts/preflight_checker.py --config simulation.json --required dt,dx,kappa --ranges "dt:1e-6:1e-2,dx:1e-4:1e-1" --min-free-gb 1.0 --json
阶段 2（运行时）： python3 scripts/runtime_monitor.py --log simulation.log --residual-growth 10.0 --dt-drop 100.0 --json
阶段 3（飞行后）： python3 scripts/result_validator.py --metrics results.json --bound-min 0.0 --bound-max 1.0 --mass-tol 1e-3 --json
对于变分/梯度流模型（Allen-Cahn、Cahn-Hilliard），可添加 --variational 以强制严格的单调非增能量检查。
失败诊断： python3 scripts/failure_diagnoser.py --log simulation.log --json
阈值选择 工具提供保守、标准、宽松三档阈值参考：质量容差分别为 1e-6、1e-3、1e-2；残差增长分别为 2x、10x、100x；dt 缩减分别为 10x、100x、1000x。默认值为标准档（--mass-tol 1e-3、--residual-growth 10、--dt-drop 100）。
适用场景 适用于材料仿真工作流中的配置检查、运行监控和结果验证，尤其适合需要判断结果是否可信、是否需要诊断失败原因的场景。
限制
- 不是实时监控：脚本在事后分析日志。
- 基于正则表达式：日志解析依赖模式匹配，可能遗漏不常见格式。
- 不自动修复：脚本只诊断，不修改仿真。
- preflight_checker.py 不评估数值稳定性（CFL / 扩散-Fourier），需另行使用 skills/core-numerical/numerical-stability/scripts/cfl_checker.py。
- 日志文件有 500 MB 解析上限，超过则拒绝解析。
- 所有脚本不写入文件系统，输出到 stdout。
安全与输入校验 配置文件路径在解析前验证存在性；--required 参数名使用安全字符白名单（^[A-Za-z0-9_.-]+$）；--ranges 按 name:min:max 解析并要求 max > min；--min-free-gb、--residual-growth、--dt-drop、--mass-tol 要求有限正数；--bound-min/--bound-max 要求有限数且 max > min。无效输入以退出码 2 结束并给出说明。不使用 eval()、exec() 或动态代码生成，子进程调用使用显式参数列表。
版本历史 v1.2.2（2026-06-24）：增加验证清单和常见陷阱表。 v1.2.0（2026-06-23）：修正诊断正则、方向感知 dt 崩溃检测、运行时 NaN/Inf 扫描、严格变分能量检查、非空边界/置信度、配置相对输出目录与正确卷磁盘检查，并实现输入校验/文件大小保护。 v1.1.0（2024-12-24）：增强文档、决策指导、Windows 兼容性。 v1.0.0：初始版本，包含 4 个验证脚本。