Siru en Simusol · Documentación · Manual

Plan: BDF2 en la ruta .din de siru

Implementación realizada: GLM 21 está habilitado mediante el generador común. Sus variables históricas son glm_h1_y/glm_next1_y y sus coeficientes se suministran como datos glm_a/u/b/v/c_*. Los metadatos nuevos usan metodo GLM y un descriptor JSON comentado. GLM_CONTRATO.md describe el contrato efectivo. Los apartados siguientes conservan la especificación previa y sus criterios; las referencias a «reservado» o «pendiente» describen el estado anterior, no el actual.

Actualización de arquitectura (2026-10-04): seguir primero los hitos de REVISION_GLM_PLAN.md. Las ecuaciones, alcance y pruebas de este plan se conservan, pero GLM 21 deberá generarse mediante el contrato común A,U,B,V,c, no mediante otra fórmula independiente por ID. Las funciones u opciones específicas mencionadas abajo serán interfaces del generador común. Antes de habilitar GLM 21 deben corregirse la dependencia no validada de RK 1, la colisión de caché y la pérdida del selector GLM al generar el .din.

Estado al redactar el plan original: solo GLM 20 estaba operativo y GLM 21 estaba reservado. Las dos variantes ya están implementadas; BDF2_VARIANTES.md explica la diferencia actual. No tomar el futuro verbal de la especificación original de abajo como una lista de funciones aún ausentes.

Alcance y resultado esperado

Implementar la variante BDF2 directa (GLM 21) para sistemas sin llaves, lazos de capacitores ni cortes de bobinas que se simulan mediante un .din ampliado. El recorrido buscado es .d → slex/d2datdinc --din-bdf2-directo → NOMBRE-BDF2-DIRECTO.din → siru/bin/siru NOMBRE-BDF2-DIRECTO.din → .simul (o CSV con --salida). El .din seguirá siendo autosuficiente: ecuaciones y datos de corrida en el mismo archivo, sin JSON vecino. Calcula permanecerá abierto durante toda la simulación y su protocolo --machine no necesita cambios.

El reparto de lenguajes actual es: libdin y d2datdinc, que arman las ecuaciones, están en C; bin/siru y los integradores de siru, que ejecutan los pasos, están en Perl. Esta propuesta tiene una parte en C (generar BDF2) y otra en Perl (guardar y suministrar la historia), sin volver a armar ecuaciones en Perl.

Quedan fuera de esta primera etapa los .mdin, la conmutación de llaves, los equilibrios de lazos o cortes, el control adaptativo, los cambios de orden y otros métodos multipaso. No se modifica el comportamiento ni el nombre de los -EDNRO.din Runge–Kutta. -BDF2-DIRECTO.din es un sufijo distinto porque BDF2 no tiene un número en la tabla RK histórica. La generación a partir de un .din base arbitrario y el conversor Perl dat2din tampoco forman parte del primer entregable: se usa el árbol que d2datdinc ya construye directamente del .d.

Ecuaciones en un único .din

Para cada estado y con derivada dy, copiar una vez las ecuaciones del modelo al instante futuro y añadir:

a0*p_y + a1*y + a2*prev_y = beta*dt*next_dy

p_y y next_dy son incógnitas; y, prev_y, dt, a0, a1, a2 y beta son datos que el integrador proporciona a Calcula en cada consulta. Los nombres concretos se reservarán y validarán contra los del sistema para evitar colisiones. Si el modelo depende del tiempo, la copia futura debe usar t_next = t + dt, no el t actual. Las ecuaciones del modelo y las marcas # @lineal se trasladan con el mismo criterio que hoy usan las etapas RK; la ecuación BDF2 es lineal en las incógnitas cuando sus coeficientes y dt son datos.

El primer paso de Euler implícito obtiene el segundo estado necesario sin inventar un y anterior. Es un solo paso de arranque; la convergencia de orden 2 del algoritmo completo se comprobará numéricamente, no se asumirá. El tamaño de paso será fijo salvo el último, que se acorta para llegar exactamente a hasta. En ese último paso se usarán los coeficientes BDF2 de razón r indicados arriba, calculados con el tamaño del último paso aceptado. Si hasta cae en el primer paso, se usa únicamente Euler implícito. Rechazar números no finitos y pasos para los que t + dt == t.

Contrato del archivo y selección del método

Extender las secciones comentadas del .din sin alterar las existentes para RK: incluir metodo BDF2_DIRECTO en # corrida y una sección # historia que relacione cada estado actual con su variable prev_y. La sección # estados conserva sus cuatro campos actuales; estimacion será -, ya que BDF2 no trae un par bc. El lector Siru::Din, usado por bin/siru, debe aceptar metodo BDF2_DIRECTO solo cuando todas las variables históricas estén declaradas y la sección sea consistente con las ecuaciones; si falta o es RK, ejecutar el camino actual. Rechazar métodos desconocidos y metadatos parciales, en vez de interpretarlos como RK.

La selección principal en un .ds será GLM=[21]; el número está reservado, pero la selección aún se rechaza hasta implementar el generador y el integrador. GLM y RK son excluyentes. La opción --din-bdf2-directo de d2datdinc podrá servir para generar el sistema explícitamente desde un .d; no cambia la selección --din NRO de RK. Antes de generar un BDF2 ejecutable, reutilizar el análisis de degeneraciones de main.c: si el circuito necesita .mdin por llaves, lazos o cortes, fallar con un diagnóstico explícito. También rechazar modelos con PENDIENTE. La salida no debe aparentar ser ejecutable cuando la representación .din no alcanza.

El generador incorporará paso como paso fijo. Hoy algunos controles del .d activan automáticamente # adaptacion; para BDF2 debe haber una rama específica que no traduzca esos controles en adaptación silenciosa. SIRU ADAPTIVE STEP = 1, tolerancias o límites de paso incompatibles con el prototipo deben producir un diagnóstico claro; SIRU ADAPTIVE STEP = 0 y un paso fijo explícito son admisibles. Mantener la traducción RK actual intacta.

Cambios por componente

1. slex/din/din.c y din.h: añadir funciones separadas de din_ampliado/din_corrida para construir y validar el BDF2, sus grados de libertad, ecuaciones, marcas de linealidad y secciones comentadas. Reutilizar la construcción del sistema base y el reemplazo de variables, sin copiar toda la generación RK.
2. slex/d2datdinc/dato.c y main.c: conservar la lista numérica GLM, validarla contra RK, incorporar --din-bdf2-directo como selección explícita, la guarda de degeneraciones y la escritura de NOMBRE-BDF2-DIRECTO.din. El camino --din NRO queda igual.
3. Siru::Din y siru/bin/siru (Perl): leer metodo y # historia, comprobar correspondencia uno a uno con # estados y pasar un descriptor BDF2 al integrador. Conservar compatibilidad con los .din RK existentes.
4. Siru::IntegradorGLM (Perl): ampliar el motor GLM independiente para separar la preparación de datos de un intento de paso de su aceptación. Para BDF2 conservar el estado actual, el anterior y dt_anterior; enviar ambos estados y los cuatro coeficientes a la misma sesión de Calcula. Después de una respuesta válida, desplazar la historia y escribir la fila. Ante fallo de Calcula, abortar sin publicar una trayectoria parcial, como hoy; no transformar automáticamente un fallo del resolvedor en un reintento. Mantener Siru::Integrador y su flujo RK sin alteraciones.
5. Documentación: añadir el uso de --din-bdf2-directo, los límites y la convención -BDF2-DIRECTO.din al README, con enlace a METODOS_INTEGRACION.md.

Verificación antes de darlo por terminado

El primer hito útil es generar y resolver un paso implícito con el nuevo .din; el segundo es añadir la historia BDF2 y contrastar convergencia; el tercero, el último paso desigual y los rechazos. Cada hito debe quedar probado antes de ampliar el alcance a adaptación o .mdin.