davideandClaude Opus 5
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Nuova azione `python main.py csv`: esporta_csv.py integra il campo FEM e scrive output/csv/run_XXXX.csv con la temperatura vera della parete nel punto osservato, la lettura del sensore reale e il massimo nodale istante per istante, più un metadata.csv con una riga per analisi. La cartella è ricreata a ogni esecuzione. Le righe sono campionate a FEM["frequenza_campionamento_hz"], indipendente dal passo di integrazione, e FEM["num_run"] analisi vengono esportate di seguito: con la randomizzazione abilitata ognuna ha parametri diversi ma riproducibili dallo stesso seed. simula_campo_fem accetta salva_campi=False, perché all'export servono solo le serie scalari e non i campi nodali di ogni campione, e restituisce anche la temperatura nodale massima per campione. Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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# CLAUDE.md
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This file provides guidance to Claude Code (claude.ai/code) when working with code in this repository.
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## Lingua
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L'utente comunica in italiano. Tutto il codice, i commenti, la documentazione e i messaggi di commit devono essere scritti in italiano.
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## Comandi
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Usare sempre il virtual environment:
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```bash
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# Creare e attivare il venv (prima volta)
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python -m venv .venv
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source .venv/bin/activate
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# Installare le dipendenze
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pip install -r requirements.txt
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# Punto di ingresso unico: `python main.py` elenca le azioni disponibili
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python main.py mesh # disegna la sola mesh a elementi shell
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python main.py fem # animazione 3D del campo FEM sulla mesh shell
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python main.py csv # esporta output/csv/run_XXXX.csv + metadata.csv
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```
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Ogni modulo resta eseguibile anche direttamente (`python plot_mesh.py`, `python plot_animazione_fem.py`, `python esporta_csv.py`).
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Attivare sempre il venv (`source .venv/bin/activate`) prima di eseguire qualsiasi comando Python.
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Non sono configurati test o linter.
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## Architettura
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Analisi termica transitoria a elementi finiti di una fascetta (anello cilindrico sottile) riscaldata da sorgenti a induzione in movimento.
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**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.
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**Flusso dei dati:**
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1. `main.py` — dispatcher da riga di comando che seleziona l'azione (mesh, fem, csv)
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2. `config.py` — tutti i parametri configurabili (dizionari FASCETTA, MESH, FEM, ARIA, SORGENTE, SENSORE, RANDOMIZZAZIONE, USCITA)
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3. `materials.py` — dizionario MATERIALI con proprietà termofisiche ed elettriche per materiale
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4. `mesh.py` — mesh a elementi shell quadrangolari della superficie media del cilindro, visualizzata da `plot_mesh.py`
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5. `fem.py` — solutore termico transitorio a elementi finiti sulla mesh shell, animato da `plot_animazione_fem.py` ed esportato in CSV da `esporta_csv.py`
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**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.
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**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`).
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**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`.
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**Export CSV (`esporta_csv.py`):** `FEM["num_run"]` analisi (una per file `output/csv/run_XXXX.csv`), righe campionate a `FEM["frequenza_campionamento_hz"]` indipendentemente da `FEM["dt_s"]`. Colonne: `id_run, tempo_s, x_sorgente_m, T_vera_sensore_C, T_misurata_sensore_C, T_massima_fascetta_C, T_ambiente_C, offset_y_sorgente_m, velocita_m_s, sigma_punto_m, flusso_picco_W_m2, skin_depth_m, materiale`. `metadata.csv` ha una riga per analisi con tutti i parametri e i picchi. L'export chiama `simula_campo_fem(salva_campi=False)`: usa solo le serie scalari, i campi nodali non vengono accumulati. La cartella `output/csv` è cancellata e ricreata a ogni esecuzione (`shutil.rmtree`).
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## Convenzioni su `config.py`
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Ogni parametro in [config.py](config.py) ha un commento che spiega solo cos'è (il suo significato fisico/funzionale), mai perché è impostato a un valore specifico. Quando si modifica un parametro per ottenere un certo comportamento (es. una velocità diversa, un range di temperatura target), va cambiato solo il valore: non aggiungere commenti che giustificano o motivano quel valore, perché diventano obsoleti/fuorvianti alla prossima modifica.
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## Vincoli progettuali chiave
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- 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.
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- 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).
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- 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.
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- Le visualizzazioni salvano in `USCITA["cartella"]` solo quando il backend matplotlib non è interattivo; altrimenti aprono una finestra.
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- 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).
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