ОПТИМИЗАЦИЯ ЧАШЕЧНОГО ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТА В FEMM 5

Это новый учебный осесимметричный проект. Библиотечных FEM/ANS-оригиналов
в комплекте нет. Материалы, обмотка и внешнее граничное условие названы по-русски.
Полная теория с выводами формул — в theory.json и соответствующих занятиях курса.

КАК ЗАПУСТИТЬ
1. Распакуйте ВСЮ папку actuator в доступный для записи каталог.
2. В FEMM 5 выберите Run Script и сохранённый файл reproduce.py.
   Он сверит SHA-256 и заново рассчитает шесть проверочных полей.
3. Для полного поиска запустите run.py. Это около 160 нелинейных полевых
   решений, включая перебор, поиск и проверки. На другом компьютере время
   может существенно отличаться. Консоль выводит номер каждого готового поля.
4. Повторный запуск пишет в новый results-run-NN либо reproduced-NN.
   Эталонные results.json, CSV и модели из models/ не изменяются.
5. Для независимого открытия готовых FEM запустите verify_models.py:
   он повторно откроет и рассчитает четыре модели с русскими именами свойств,
   записав новые FEM/ANS в reopened-NN и не изменяя эталоны.
6. model.py должен находиться рядом с программами. Произвольная рабочая
   папка перед запуском допустима: путь определяется через sys.argv[0].

Вычисления выполняет встроенный MicroPython FEMM 5. Не нужны pyFEMM,
внешний Python, NumPy/SciPy CPython, MATLAB или иной контроллер.

ОБЪЕКТ И ПОСТАНОВКА
Наружный радиус 25 мм, высота чашки 30 мм, дно 5 мм, дисковый якорь 5 мм,
рабочий зазор 1 мм. Два полюса образуют два последовательных магнитных зазора.
Обмотка: 400 витков, постоянный ток 1,5 А, заполнение медью 0,55,
высота окна 23 мм, радиальные изоляционные отступы по 1 мм.
Переменные: радиус центрального полюса r=6...13 мм и толщина ярма t=3...7 мм.
Критерий: минимум медных потерь I²R при 20 °C. Число витков неизменно,
сечение провода соответствует геометрии окна и коэффициенту заполнения.
Ограничения: сила не менее 50 Н, плотность тока не более 6 А/мм²,
контрольная индукция не более 1,65 Тл, ширина окна не менее 2 мм.
Поиск использует 50,5 Н, сохраняя 1 % запаса к обязательным 50 Н.

АЛГОРИТМЫ И ПРОВЕРКА
— 15-точечный одномерный перебор и дихотомия ограничения силы при t=4 мм.
— Независимая сетка 30 комбинаций двух размеров.
— Ограниченный координатный поиск с восстановлением допустимости радиуса.
  Каждая новая точка строит геометрию, материалы, сетку и рассчитывает поле.
— Доводка границы допустимости на мелкой сетке и прямой локальный поиск.
  Найденный при проверке лучший сосед принимается, а не исключается из вывода.
— Уточнение сетки, расширение внешней области, проверка соседних размеров.
— Независимая сила из центральной разности коэнергии по зазору при I=const.
— Для каждого поля проверяется Wм+W'м=IΨ; нелинейные Wм и W'м не подменяются
  формулой 0,5IΨ. Сила по умолчанию — WST, интеграл FEMM типа 19.

ИТОГ ПУБЛИКУЕМОЙ СЕРИИ
161 новое нелинейное полевое решение. Исходный допустимый проект r=11 мм,
t=4 мм: сила 54,8378 Н, медные потери 6,16573 Вт.
Выбранный проект r=10,589375 мм, t=3,425 мм: сила 50,5322 Н,
потери 5,51761 Вт (снижение на 10,5116 %), плотность тока 5,27852 А/мм².
Дополнительные цифры размеров отражают вычислительную сетку поиска,
а не допуск изготовления или доказанную физическую точность.
При уточнении сетки сила 50,5128 Н; при расширении внешней области
со 100 до 160 мм — 50,4999 Н. Производная коэнергии даёт 50,4624 Н,
отличаясь от WST на 0,10 %. Все обязательные ограничения соблюдены.

ГРАНИЦЫ ДОСТОВЕРНОСТИ
Это лучший найденный проект принятого семейства с численной проверкой
окрестности, а не доказательство глобального минимума непрерывной задачи.
В соседней точке без полного запаса 50,5 Н возможны меньшие потери;
в results.json отдельно заданы feasible и search_feasible. Эти признаки
нельзя смешивать при сравнении конструкций.
Кривая B(H) учебная, безгистерезисная; она не является паспортом марки стали.
B_sample_max_T — максимум в 36 внутренних точках стали, а не истинный
максимум во всём теле. Углы без скругления не пригодны для доказательства
глобального ограничения индукции. Для промышленного проекта необходимы
реальная кривая материала, технологические скругления, допуски, тепловой
расчёт и проверка температурного сопротивления обмотки.
Рассчитаны статические поля; вихревые токи, динамика якоря, нагрев,
гистерезис, выводы катушки и контактное сопротивление не моделируются.

СОСТАВ
run.py — весь встроенный расчёт и поиск.
model.py — параметрическая модель с русскими именами свойств.
reproduce.py — короткое повторение опубликованных проверочных полей.
verify_models.py — повторное открытие и расчёт сохранённых русских моделей.
results.json — все численные точки, параметры, ограничения и проверки.
evaluations.csv — таблица точек с единицами в именах колонок.
theory.json — пояснения и выводы расчётных формул на русском языке.
models/baseline.fem/.ans — исходный допустимый проект.
models/optimum.fem/.ans — выбранный проект.
models/fine.fem/.ans — независимая более мелкая сетка.
models/large-domain.fem/.ans — независимая расширенная внешняя область.
Остальные временные FEM/ANS не включены; run.py заново создаёт их при расчёте.
manifest.json — контрольные суммы опубликованных файлов.
execution-receipt.json — версия и SHA-256 нативного FEMM и расчётных входов.
replay-receipt.json — краткая квитанция реального повторного расчёта.

ПЕРВОИСТОЧНИКИ МЕТОДОВ
https://www.femm.info/doku/doku.php?id=micropython
https://www.femm.info/wiki/WeightedStressTensor
https://www.femm.info/doku/doku.php?id=randomoptimization
Геометрия и алгоритм этого примера разработаны для курса самостоятельно.