# SystemSimulationApp

ReactFlow 系统建模与 `app.simulation` 仿真后端。

## 开发环境准备

后端编排层统一使用 Python 3.12；仓库根目录的 `.python-version` 记录本轮参考补丁版本
`3.12.3`。`requirements.txt` 保留支持范围，
`constraints/python312-direct.txt` 固定跨平台开发环境的直接依赖参考版本；
`constraints/python312-linux-x86_64.lock` 则完整固定发布与 CI 所用的 Linux x86_64
wheel、全部传递依赖及其 SHA-256。

Windows：

```powershell
py -3.12 -m venv .venv-win
.\.venv-win\Scripts\python.exe -m pip install `
  -r requirements.txt `
  -c constraints/python312-direct.txt
.\.venv-win\Scripts\python.exe -m pip check
```

Linux：

```bash
python3.12 -m venv .venv
./.venv/bin/python -m pip install \
  -r constraints/python312-linux-x86_64.lock
./.venv/bin/python -m pip check
```

Linux 发布锁仅适用于兼容 manylinux_2_28 的 Linux x86_64 和 CPython 3.12。它启用
`--only-binary=:all:` 与 `--require-hashes`，因此不会静默改用源码包或未审计 wheel；
CI 和正式性能复测必须直接以 `-r` 安装该文件。Windows 或其他平台的开发环境继续
使用 `requirements.txt` 加 `constraints/python312-direct.txt`。若要测试
`requirements.txt` 声明的兼容范围，可显式省略约束，但这类结果不应与锁定环境的
性能数据直接比较。

升级参考版本时，应在干净的 Python 3.12 Linux x86_64 虚拟环境中解析范围文件，
仅下载兼容 wheel，逐个记录 wheel 的 SHA-256，再从空环境安装发布锁并运行
`pip check`、依赖契约测试与后端测试。不能只复制 `pip freeze`，因为它既不证明
依赖来源，也不校验安装产物。

前端使用 Vite 8，需要 Node.js `20.19+` 或 `22.12+`。首次启动前安装前端依赖。

Windows（PowerShell，使用仓库内的便携 Node.js）：

```powershell
$nodeDir = Get-ChildItem .tools -Directory -Filter "node-*-win-x64" |
  Where-Object { (Test-Path "$($_.FullName)\node.exe") -and (Test-Path "$($_.FullName)\npm.cmd") } |
  Select-Object -First 1
& "$($nodeDir.FullName)\npm.cmd" --prefix frontend ci
```

Linux：

```bash
cd frontend
npm ci
cd ..
```

Windows 启动脚本会自动使用 `.tools/node-*-win-x64` 下兼容的便携 Node.js；Linux 启动脚本优先使用 `.tools/node-*-linux-x64` 下兼容的运行时（如果存在），否则使用 `PATH` 中的 `node` 和 `npm`。`start-all.sh` 需要 Bash 4.3 或更高版本。

## 启动项目

脚本统一存放在 `bat/` 目录。三个入口分别用于同时启动、只启动后端、只启动前端。

Windows：

```bat
bat\start-all.bat
bat\start-backend.bat
bat\start-reactflow.bat
```

Linux：

```bash
./bat/start-all.sh
./bat/start-backend.sh
./bat/start-reactflow.sh
```

后端地址为 `http://127.0.0.1:8000`，前端地址为 `http://127.0.0.1:5173`。Windows 的 `start-all.bat` 会分别打开两个命令行窗口；Linux 的 `start-all.sh` 会在同一终端管理两个进程，按 `Ctrl+C` 会同时停止它们。

网页的 System XML 仿真默认使用 C 内核（`native`）；后端入口和启动脚本使用同一默认值，不需要每次手动设置环境变量。启动日志显示 `Simulation numeric engine: native`，启动预热仅检查 C 工具链和 XML Schema，不执行 Python/SciPy 求解器预热。模型专用 EXE 在提交模型时生成或从缓存复用。

当前 C 构建支持 Windows x64 和 Linux x86_64，已覆盖组件库当前注册的 27 类模型（22 类 Amesim、5 类实验组件）。具体公式范围与连接限制见[原生后端说明](native/README.md)；不支持的自定义模型或未收敛的连接会明确报错，不自动切回 Python。旧 Python 数值后端已删除；Linux 原生工具链安装与静态链接说明见 [C 后端说明](native/README.md)。旧固定拓扑示例接口返回 HTTP 410，请改用统一 XML 接口。

## 后端接口

- `GET /api/components/catalog`：返回组件库与模型版本、分类、图标键、端口布局和参数契约，供 ReactFlow 启动时自动加载。
- `POST /api/reactflow/system-xml`：导出精简的 System XML v3。
- `POST /api/reactflow/compile-model`：将 ReactFlow 节点、参数和连线编译为仿真网络，并返回组件端口、无方向物理连接、压力-流量方程结构及未连接端口。
- `POST /api/reactflow/simulate-testmodel`：运行现有固定拓扑 TestModel；该接口暂时不是任意拓扑求解器。
- `POST /api/reactflow/simulate-test-mql`：返回固定拓扑 AMESim `test_mql` 的结构与采样摘要；132 状态数值对比使用独立 comparison 入口。AMESim 子模型已有 19 个第一版公开模型，但该接口本身不是任意拖拽拓扑求解器。
- `POST /api/system-xml/validate`：接收原始 System XML v3，返回 XML、XSD 和模型语义三层诊断。
- `POST /api/system-xml/parse`：校验 XML，并返回可直接编译、求解的规范化模型数据；它不还原 ReactFlow 画布布局。
- `POST /api/system-xml/compile-model`：校验并解析 XML，然后创建 `app.simulation` 组件网络。
- `POST /api/system-xml/simulate`：按 XML 中的组件、连接、参数和仿真设置运行当前支持的气动、标量信号及一维机械网络 MVP，并返回组件及端口时间序列。
- `POST /api/simulation-results/csv`：校验结构化结果快照并导出 UTF-8 CSV 文件。

气动端口的后端契约采用 `p` 势变量相等、`m_flow` 流变量代数和为零、`h_outflow` 按 stream 规则混合。所有组件统一规定 `m_flow > 0` 表示流入组件，物理连接的端点顺序不表示流向。

当前网络层按端口域处理气动压力/流量与 stream 焓、标量信号传播，以及一维机械 `x/v` 等值和 `f` 平衡。默认 C 后端在生成的 EXE 内完成连接闭合、RK45/CVODE BDF 积分及信号/限位事件。通用仿真仍有已声明的拓扑和物理公式范围，并不等价于完整 Amesim 或 Modelica.Fluid 实现。

XML 解析依赖 `lxml` 执行本地 XSD 校验，该依赖已包含在 `requirements.txt` 中。

## 文档

- [开发文档索引](docs/README.md)
- [现行规范索引与新组件注册流程](docs/standard/README.md)
- [后端接口版本与定义规范 v1](docs/standard/backend-interface-version-spec-v1.md)
- [组件模型建模规范 v1](docs/standard/component-model-authoring-spec-v1.md)
- [组件库分类、发现与读取规范 v1](docs/standard/component-library-spec-v1.md)
- [组件目录 JSON Schema v1](schemas/component-catalog-v1.schema.json)
- [System XML v3 协议（当前规范）](docs/standard/system-xml-v3.md)
- [System XML v3 XSD（当前 Schema）](schemas/system-simulation-v3.xsd)


旧 Python 积分器、模型数值公式及物性缓存已移除。公共配置、进度和采样校验分别位于 `app/simulation/config.py` 与 `sampling.py`；模型 Python 文件仅保留参数、端口、结果和方程结构声明。质量/能量初值也由 C 计算。

后端运行依赖不再包含 NumPy/SciPy；运行测试请安装 `requirements-test.txt`。Windows C 回归需要配置 GCC 与 SUNDIALS，见 [C 后端说明](native/README.md)。删除范围和验证见 [Python 数值实现退役记录](docs/other/Python数值实现退役记录.md)。