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SystemSimulationApp/README.md
lujingze a8c733883c 存档求解器回归基线与当前改动
纳管 AMESim 对齐基线、发布锁、回归测试及当前物理门禁调整。

更新日志仅记录已完成成果,并注明当前 HEAD 尚待真实 production 复跑与远端 workflow 验证。
2026-08-18 15:20:42 +00:00

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# SystemSimulationApp
ReactFlow 系统建模与 `app.simulation` 仿真后端。
## 开发环境准备
后端统一使用 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。
## 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。
当前网络层可按端口域处理气动压力-流量残差与 stream 焓、标量信号传播,以及一维机械 `x/v` 等值和 `f` 平衡,并使用 SciPy 完成非线性代数闭合和时间积分。XML 通用仿真当前采用半显式 ODE/代数 MVP:气瓶和贮箱作为储能元件,孔板及 XML 管段作为阻性元件,三通作为等压零结点,同时支持已登记的信号和机械基础件。它不是完整 DAE 或事件求解器,也不等价于严格 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)
- [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)