# gausse

Симулятор и оптимизатор многоступенчатого электромагнитного ускорителя
(coilgun / пушка Гаусса) на реальных, доступных в рознице компонентах
(ChipDip, procontact74.ru, cable.ru — у каждой детали в базе ссылка на
магазин).

Главный принцип — **честность**: все прогоны (включая нереализуемые, с
причиной отказа) пишутся в SQLite; физическая модель не приукрашивается ради
красивых цифр, а каждое известное упрощение задокументировано. История
проекта — это в том числе история найденных и исправленных завышений КПД
(80%+ → реалистичные единицы процентов), см. [PLAN.md](PLAN.md).

## Что умеет

- **Физика** (`src/gausse/physics/`): RLC-разряд конденсаторной банки через
  катушку с ферромагнитным снарядом; насыщение железа через единое
  потокосцепление λ(x,I) (энергия сохраняется); вихревые потери в снаряде;
  скин-эффект + эффект близости обмотки (метод Доуэлла); трение о трубку и
  сопротивление воздуха; одиночный импульс (тиристор не перезапускается);
  паспортные импульсные токи ключей (ITSM/IDM/ICM из даташитов).
- **Ступени** (`src/gausse/sim/`): у каждой катушки свой датчик
  (оптика/Холл/индукционный) на своём расстоянии; подлёт → триггер →
  задержки датчика и ключа → разряд → энергобаланс; цепочка до 10 ступеней.
- **Поиск** (`src/gausse/optim/`): геном переменной длины (число ступеней
  эволюционирует), Monte-Carlo sweep и (μ+λ)-эволюция с Nelder-Mead
  полировкой; всё в одну SQLite-базу (WAL, писатель поверх очереди).
- **GPU** (`src/gausse/gpu/`): батч-интегратор RK4 (numpy/cupy), весь шаг
  слит в одно cupy.fuse-ядро — на GTX 1070 ~3.8x к CPU; многоступенчатый
  GPU-sweep раунд-за-раундом; сверен с CPU-эталоном (<0.1%).
- **Отчёты** (`src/gausse/report/`, `src/gausse/web/`): веб-дашборд с
  drill-down до каждой детали и энергобаланса ступени, графики ток/поле/
  скорость, GIF-анимация выстрела (равномерное физическое время, результат
  эксперимента в кадре), BOM с ценами и ссылками «купить».

## Запуск (Docker — основной способ)

```bash
docker compose build
docker compose run --rm --entrypoint pytest gausse -q      # тесты
docker compose up -d web                                    # дашборд :8000
docker compose run --rm gausse sweep --n 100000 --db /app/results/gausse.sqlite3
docker compose run --rm gausse evolve --generations 80 --population 300 \
  --db /app/results/gausse.sqlite3
docker compose run --rm gausse report --top 3 --animate --db /app/results/gausse.sqlite3
```

GPU-режим (нужны NVIDIA-драйвер и `pip install cupy-cuda12x[ctk]`, вне Docker):

```bash
gausse sweep --gpu --n 1000000 --db results/gausse.sqlite3
```

Результаты (SQLite + лог хода эксперимента `<db>.log`) живут в `./results`,
примонтированном в контейнер, и переживают пересборку образа.

## Установка без Docker (локальная разработка)

```bash
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -e ".[dev]"
pytest
```

## Автономная работа на сервере

Эволюция оформлена как systemd-сервис `gausse-evolve` (вечный цикл: 80
поколений × 300 особей, по окончании — новый цикл со свежей случайной
популяцией; `Restart=always`, автозапуск при загрузке). Дашборд — Docker-
сервис `web` на :8000, читает ту же базу. Счётчик «запланировано» на
дашборде — план **текущего цикла**, а не всего поиска: поиск бесконечен.

## Ограничения модели (честно)

- Индуктивность — инженерная модель (Уилер + размагничивание сфероида +
  tanh-перекрытие), не МКЭ; точная картина поля требует FEA.
- Вихревые потери снаряда — сосредоточенный виток на характерной частоте
  импульса; диффузия поля (скин-эффект в самом снаряде) не решается.
- Доуэлл берёт одну характерную частоту ω=1/√(LC), без спектра импульса.
- Воздух — лобовое сопротивление; поршневой эффект столба воздуха в трубе
  не учтён. Трение — константа 0.35 (сталь-пластик), не измерено.
- Гистерезис снаряда посчитан и сознательно не включён в динамику (<0.1%).
- Нагрев провода за импульс и от серии выстрелов не моделируется.

Версия физики пишется в каждую запись (`model_version`, сейчас
`gausse-physics-v2`) — прогоны разных моделей не смешиваются.