Rimuove il modello ai volumi finiti lasciando la sola analisi FEM

Il progetto conteneva due discretizzazioni indipendenti della stessa fisica:
i volumi finiti sulla sezione x-z di simulate.py (con generazione del dataset
CSV e le sue animazioni 2D/3D) e gli elementi finiti sulla mesh shell di
fem.py. Resta solo il secondo, che risolve la circonferenza invece di
collassarla in un'attenuazione gaussiana.

Eliminati simulate.py, plot_csv.py, plot_animazione.py e plot_animazione_3d.py.
Il FEM dipendeva da simulate.py per la cinematica del gruppo di sorgenti e per
la configurazione del run, quindi fem.py assorbe _x_riferimento_iniziale_m,
_x_riferimento_finale_m, _intervallo_attivo e configurazione_randomizzata; la
lettura del sensore (inerzia, rumore, quantizzazione) è ora applicata dentro
simula_campo_fem e la skin depth resta calcolata dalla frequenza dell'induttore
come sola grandezza diagnostica, dato che nel modello shell lo spessore è
collassato.

config.py perde i parametri che servivano solo ai volumi finiti (griglia
n_nodi_x/n_nodi_z, campionamento e cartella del dataset, numero di processi) e
guadagna FEM["durata_s"], FEM["seed"] e USCITA["cartella"]: le immagini e le
animazioni vanno in output/ invece che in dataset/.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>

CLAUDE.md

@@ -20,14 +20,10 @@ pip install -r requirements.txt
 
 # Punto di ingresso unico: `python main.py` elenca le azioni disponibili
 python main.py mesh      # disegna la sola mesh a elementi shell
-python main.py simula    # genera dataset/run_XXXX.csv + dataset/metadata.csv
-python main.py grafico   # grafici del primo run
-python main.py anima     # animazione 2D della sezione
-python main.py anima3d   # animazione 3D isometrica del barattolo
 python main.py fem       # animazione 3D del campo FEM sulla mesh shell
 ```
 
-Ogni modulo resta eseguibile anche direttamente (`python simulate.py`, `python plot_csv.py`, ...).
+Ogni modulo resta eseguibile anche direttamente (`python plot_mesh.py`, `python plot_animazione_fem.py`).
 
 Attivare sempre il venv (`source .venv/bin/activate`) prima di eseguire qualsiasi comando Python.
 
@@ -35,52 +31,23 @@ Non sono configurati test o linter.
 
 ## Architettura
 
-Generatore di dataset per misurazioni termiche pseudo-realistiche di una fascetta (anello cilindrico sottile) riscaldata da sorgenti a induzione in movimento.
+Analisi termica transitoria a elementi finiti di una fascetta (anello cilindrico sottile) riscaldata da sorgenti a induzione in movimento.
 
-**Geometria:** la fascetta ha diametro, spessore e lunghezza configurabili. Il dominio simulato è la sezione rettangolare lunghezza × spessore, con origine (0, 0) nel vertice in alto a sinistra: x = lunghezza (le sorgenti si muovono in direzione -x sul lato esterno), z = spessore (0 = lato esterno, spessore = lato interno). La coordinata circonferenziale y non è risolta: l'offset y delle sorgenti è collassato in un'attenuazione gaussiana del flusso. Il sensore è un pirometro a infrarossi dentro la fascetta che misura la superficie interna in un punto x fisso.
+**Geometria:** la fascetta ha diametro, spessore e lunghezza configurabili. Il dominio discretizzato è la superficie media del cilindro: x = asse (le sorgenti si muovono lungo x sulla superficie esterna), theta = coordinata circonferenziale con theta = 0 sul piano del sensore, s = R·theta la lunghezza d'arco. Lo spessore non è discretizzato. Il sensore è un pirometro a infrarossi dentro la fascetta che misura la parete in un punto x fisso sul piano theta = 0.
 
 **Flusso dei dati:**
 
-0. `main.py` — dispatcher da riga di comando che seleziona l'azione (mesh, simula, grafico, anima, anima3d)
-1. `config.py` — tutti i parametri configurabili (dizionari SIMULAZIONE, FASCETTA, MESH, ARIA, SORGENTE, SENSORE, RANDOMIZZAZIONE)
-2. `materials.py` — dizionario MATERIALI con proprietà termofisiche ed elettriche per materiale
-3. `simulate.py` — motore principale: genera N run randomizzati, scrive i CSV, scrive `metadata.csv`
-4. `plot_csv.py` — visualizzazione autonoma per un singolo run
-5. `mesh.py` — mesh a elementi shell quadrangolari della superficie media del cilindro, visualizzata da `plot_mesh.py`
-6. `fem.py` — solutore termico transitorio a elementi finiti sulla mesh shell, animato da `plot_animazione_fem.py`
+1. `main.py` — dispatcher da riga di comando che seleziona l'azione (mesh, fem)
+2. `config.py` — tutti i parametri configurabili (dizionari FASCETTA, MESH, FEM, ARIA, SORGENTE, SENSORE, RANDOMIZZAZIONE, USCITA)
+3. `materials.py` — dizionario MATERIALI con proprietà termofisiche ed elettriche per materiale
+4. `mesh.py` — mesh a elementi shell quadrangolari della superficie media del cilindro, visualizzata da `plot_mesh.py`
+5. `fem.py` — solutore termico transitorio a elementi finiti sulla mesh shell, animato da `plot_animazione_fem.py`
 
-**Mesh shell (`mesh.py`):** griglia strutturata `n_elementi_x × n_elementi_circonferenza` di quadrilateri a 4 nodi sulla superficie media (raggio = (diametro − spessore)/2); lo spessore non è discretizzato, è un attributo della shell. La mesh è chiusa lungo la circonferenza (nessun nodo duplicato sulla cucitura) e usa lo stesso sistema di coordinate globale di `plot_animazione_3d.py`: x = asse, y = R·sin(theta), z = R·cos(theta), con theta = 0 sul piano del sensore.
+**Mesh shell (`mesh.py`):** griglia strutturata `n_elementi_x × n_elementi_circonferenza` di quadrilateri a 4 nodi sulla superficie media (raggio = (diametro − spessore)/2); lo spessore non è discretizzato, è un attributo della shell. La mesh è chiusa lungo la circonferenza (nessun nodo duplicato sulla cucitura) e usa coordinate globali x = asse, y = R·sin(theta), z = R·cos(theta), con theta = 0 sul piano del sensore.
 
-## Due modelli termici distinti
+**Pipeline FEM dentro `fem.py`:** equazione risolta per unità di superficie media, `rho·cp·t ∂T/∂t = k·t ∇²T + q(x, s, t) − (h_est + h_int)(T − T_amb)`, con convezione `h_bordi` sui due bordi anulari (area = spessore × perimetro). Il collasso in spessore è lecito perché Biot ≈ 1e-7 e il tempo di diffusione nella parete è di pochi ms: la profondità di penetrazione del riscaldamento non entra nel modello, conta solo il flusso assorbito. La skin depth è comunque calcolata dalla frequenza dell'induttore (`calcola_skin_depth_m`) e riportata in `stato["skin_depth_m"]` come sola diagnostica. L'impronta della sorgente è una gaussiana isotropa in (x, s) con distanza circonferenziale valutata sull'immagine più vicina (superficie chiusa). Gli elementi sono bilineari a 4 nodi e tutti identici (rettangoli dx × ds), quindi le matrici di elemento (`MASSA_RIF`, `RIGIDEZZA_X`, `RIGIDEZZA_S`) sono calcolate una volta e assemblate in forma vettorizzata; la matrice di massa di superficie è riusata per capacità, convezione e carico della sorgente. Eulero implicito con matrice costante fattorizzata LU una volta per analisi (`prepara_stato_fem`), poi `passo_implicito_fem` assembla solo il termine noto. In `fem.py` stanno anche la cinematica del gruppo di sorgenti (`_x_riferimento_iniziale_m`, `_x_riferimento_finale_m`, `_intervallo_attivo`) e la lettura della configurazione (`configurazione_randomizzata`).
 
-Il progetto contiene due discretizzazioni indipendenti della stessa fisica; scambiano solo la cinematica delle sorgenti (`_x_riferimento_iniziale_m`, `_x_riferimento_finale_m`, `_intervallo_attivo` in [simulate.py](simulate.py)), che deve restare unica.
-
-| | volumi finiti ([simulate.py](simulate.py)) | elementi finiti ([fem.py](fem.py)) |
-|---|---|---|
-| dominio | sezione x-z (spessore risolto) | superficie media x-s (circonferenza risolta) |
-| circonferenza y | attenuazione gaussiana + sink di aletta | direzione risolta, conduzione reale |
-| spessore | `n_nodi_z` celle, deposizione esponenziale da skin depth | collassato: T uniforme nella parete |
-| griglia | `FASCETTA["n_nodi_x"]`, `n_nodi_z` | `MESH["n_elementi_x"]`, `n_elementi_circonferenza` |
-| passo temporale | `SIMULAZIONE["dt_interno_s"]` | `FEM["dt_s"]` |
-| output | dataset CSV + animazioni 2D/3D | animazione 3D sulla mesh |
-
-**Pipeline FEM dentro `fem.py`:** equazione risolta per unità di superficie media, `rho·cp·t ∂T/∂t = k·t ∇²T + q(x, s, t) − (h_est + h_int)(T − T_amb)`, con convezione `h_bordi` sui due bordi anulari (area = spessore × perimetro). Il collasso in spessore è lecito perché Biot ≈ 1e-7 e il tempo di diffusione nella parete è di pochi ms: la skin depth non entra nel modello shell, conta solo il flusso assorbito. L'impronta della sorgente è una gaussiana isotropa in (x, s) con distanza circonferenziale valutata sull'immagine più vicina (superficie chiusa). Gli elementi sono bilineari a 4 nodi e tutti identici (rettangoli dx × ds), quindi le matrici di elemento (`MASSA_RIF`, `RIGIDEZZA_X`, `RIGIDEZZA_S`) sono calcolate una volta e assemblate in forma vettorizzata; la matrice di massa di superficie è riusata per capacità, convezione e carico della sorgente. Eulero implicito con matrice costante fattorizzata LU una volta per run (`prepara_stato_fem`), poi `passo_implicito_fem` assembla solo il termine noto.
-
-**Pipeline fisica dentro `simula_singolo()` in [simulate.py](simulate.py):**
-
-- La skin depth è calcolata dalla resistività elettrica del materiale e dalla frequenza di induzione (`calcola_skin_depth_m`)
-- Le sorgenti gaussiane in movimento producono un profilo di flusso termico superficiale q(x) sul lato esterno, variabile nel tempo (`profilo_flusso_incidente_W_m2`)
-- Quel flusso è ridistribuito volumetricamente attraverso lo spessore con decadimento esponenziale in z (`profilo_deposizione_z_1_m`): q_vol(x, z) = q(x) · p(z)
-- Uno schema 2D a volumi finiti con Eulero implicito integra l'equazione del calore su `n_nodi_x × n_nodi_z` celle: `prepara_stato_termico` costruisce griglia, coefficienti e matrice sparsa fattorizzata LU una volta per run (`costruisci_solutore_implicito_2d`, che restituisce l'oggetto `splu`), poi `passo_implicito` avanza il campo risolvendo solo il sistema triangolare
-- Le condizioni al contorno sono incorporate nella matrice: convezione su tutti e quattro i lati della sezione, più un termine di conduzione circonferenziale (y) verso il resto della fascetta assunto a temperatura ambiente. Il termine è un'equazione di aletta ricavata sull'intero volume del cilindro: il calore conduce lungo y attraverso l'intero spessore mentre le superfici esterna e interna dell'intero cilindro scambiano per convezione, dando q_y = -(h_esterno + h_interno)/spessore · (T - T_amb), senza parametri di conduzione y configurabili a parte
-- La temperatura iniziale del campo è la temperatura ambiente (randomizzata per run)
-- L'output del sensore aggiunge inerzia del primo ordine, rumore gaussiano e quantizzazione
-
-`prepara_stato_termico` e `passo_implicito` sono condivisi con `plot_animazione.py`, che riproduce la fisica di run_0001 per animare la sezione: ogni modifica alla fisica va fatta lì, non duplicata.
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-**Randomizzazione per run** (`configurazione_randomizzata`): ogni run perturba velocità, flusso di picco, sigma del punto, offset y, temperatura ambiente e rumore del sensore con estrazioni gaussiane/uniformi da un RNG con seed fisso, garantendo riproducibilità.
-
-**Schema di output** (`dataset/run_XXXX.csv`): serie temporale con colonne `id_run, tempo_s, x_sorgente_m, offset_y_sorgente_m, flusso_termico_sorgente_W_m2, skin_depth_m, T_vera_lato_sensore_C, T_misurata_sensore_C, T_lato_caldo_C, T_ambiente_C, velocita_m_s, sigma_punto_m, flusso_picco_W_m2, materiale`. `metadata.csv` ha una riga per run con tutti i parametri e le temperature di picco.
+**Sensore e randomizzazione:** il campo nodale è la temperatura vera della parete; `simula_campo_fem` restituisce anche `T_lette`, la lettura del sensore degradata da inerzia del primo ordine (a ogni passo dt), rumore gaussiano e quantizzazione (a ogni campionamento di frame). `configurazione_randomizzata` perturba velocità, flusso di picco, sigma dello spot, offset y, temperatura ambiente e rumore del sensore con un RNG con seed `FEM["seed"]`, così due analisi restano riproducibili ma diverse; con `RANDOMIZZAZIONE["abilitata"] = False` restituisce i valori nominali di `config.py`.
 
 ## Convenzioni su `config.py`
 
@@ -88,8 +55,8 @@ Ogni parametro in [config.py](config.py) ha un commento che spiega solo cos'è (
 
 ## Vincoli progettuali chiave
 
-- Il modello ai volumi finiti di `simulate.py` è 2D nella sezione (x = lunghezza, z = spessore). La coordinata circonferenziale y non è risolta spazialmente — l'offset y del percorso delle sorgenti è collassato in un'attenuazione gaussiana del flusso, e la conduzione lungo y è un termine di scambio lineare verso la temperatura ambiente; il diametro è registrato solo come geometria del setup. Il modello FEM di `fem.py` fa il contrario (circonferenza risolta, spessore collassato): non modificare uno assumendo che valgano le ipotesi dell'altro.
+- Il modello è una shell: la circonferenza è risolta, lo spessore è collassato (temperatura uniforme nella parete). Non introdurre effetti attraverso lo spessore (skin depth, gradiente radiale) senza prima discretizzarlo.
 - Le posizioni di inizio/fine corsa delle sorgenti (`x_inizio_m`, `x_fine_m`) sono distanze dal punto x del sensore lungo il verso di marcia; il segno di `velocita_m_s` determina il verso (negativo = -x).
-- La matrice implicita è costruita e fattorizzata una volta per run (proprietà del materiale costanti, nessun coefficiente dipendente dalla temperatura). Se si aggiungono proprietà dipendenti dalla temperatura, la matrice deve essere ricostruita e rifattorizzata ad ogni passo temporale.
-- `simulate.py` cancella e ricrea l'intera cartella di output ad ogni esecuzione (`shutil.rmtree`).
+- La matrice implicita è costruita e fattorizzata una volta sola (proprietà del materiale costanti, nessun coefficiente dipendente dalla temperatura). Se si aggiungono proprietà dipendenti dalla temperatura, la matrice deve essere ricostruita e rifattorizzata ad ogni passo temporale.
+- Le visualizzazioni salvano in `USCITA["cartella"]` solo quando il backend matplotlib non è interattivo; altrimenti aprono una finestra.
 - Aggiungere un nuovo materiale richiede solo una nuova voce nel dizionario `MATERIALI` in [materials.py](materials.py); la chiave del materiale va poi impostata in `FASCETTA["materiale"]` in [config.py](config.py).