# myCDE

**Repository Path**: openminds/mycde

## Basic Information

- **Project Name**: myCDE
- **Description**: 分析氢氧反应下连续爆震发动机（CDE, Continuous Detonation Engine）不同理想循环的热效率，以 Brayton 循环（传统燃气轮机）作为对比基准。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-06-29
- **Last Updated**: 2026-06-29

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: cde, MCP

## README

# mycde — 连续爆震发动机理想循环分析

## 项目目标

分析氢氧反应下连续爆震发动机（CDE, Continuous Detonation Engine）不同理想循环的热效率，以 **Brayton 循环**（传统燃气轮机）作为对比基准。

## 物理模型

所有循环均基于以下简化假设：
- 工质为理想气体，比热比 `γ = 1.4` 恒定
- 燃烧过程由 Hugoniot 关系描述
- 压缩与膨胀过程为等熵过程
- 冷却过程为等压过程

热力学参数由当量比 `phi` 通过 `thermo_Hy_Ox(phi)` 生成：
- `γ`: 比热比（固定 1.4）
- `R`: 混合气体常数，`R = 8314·(2φ+1) / (4φ+32)` (J/(kg·K))
- `Q`: 反应热，`Q = 483.6·φ / (4φ+32) × 10⁶` (J/kg)

## 四种循环对比

| 循环 | 发动机类型 | 过程链 | 关键特征 |
|------|-----------|--------|---------|
| **Brayton** | 缓燃/燃气轮机 | 等熵压缩 → **等压燃烧** → 等熵膨胀 → 等压冷却 | 燃烧前后压力不变，缓燃基准 |
| **Humphrey** | 脉冲爆震 | 等熵压缩 → **等容燃烧** → 等熵膨胀 → 等压冷却 | 燃烧前后体积不变，爆震基准 |
| **Fickett-Jacobs** | 理想爆震 | 等熵压缩 → **Rayleigh 燃烧 (CJ点)** → 等熵膨胀 → 等压冷却 | 沿 Rayleigh 线燃烧至 CJ 点 |
| **ZND** | 完整爆震 | 等熵压缩 → **激波压缩 (von Neumann 峰值)** → **Rayleigh 燃烧 (CJ点)** → 等熵膨胀 → 等压冷却 | 包含激波和有限速率燃烧 |

### 各循环过程示意

```
Brayton:       1 ──等熵压缩──→ 2 ──等压燃烧──→ B3 ──等熵膨胀──→ B4 ──等压冷却──→ 1
Humphrey:      1 ──等熵压缩──→ 2 ──等容燃烧──→ H3 ──等熵膨胀──→ H4 ──等压冷却──→ 1
Fickett-Jacobs:1 ──等熵压缩──→ 2 ──Rayleigh燃烧──→ F3 ──等熵膨胀──→ F4 ──等压冷却──→ 1
ZND:           1 ──等熵压缩──→ 2 ──激波压缩──→ Z3 ──Rayleigh燃烧──→ F3 ──等熵膨胀──→ F4 ──等压冷却──→ 1
```

## 项目结构

```
mycde/
├── pyproject.toml              # uv 项目配置
├── src/mycde/                  # 核心包
│   ├── thermo.py               # thermo_Hy_Ox(): 热力学参数生成
│   ├── thermostate.py          # 热力学状态类
│   ├── hugoniot.py             # Hugoniot 曲线计算
│   ├── chapman_jouguet.py      # CJ 爆轰点计算 (Rayleigh-Hugoniot 交点)
│   ├── von_neumann.py          # von Neumann 峰值计算
│   ├── compute_detonation.py   # CJ 爆轰马赫数与爆速
│   ├── brayton_cycle.py        # Brayton 循环
│   ├── humphrey_cycle.py       # Humphrey 循环
│   ├── fickett_jacobs_cycle.py # Fickett-Jacobs 循环
│   ├── znd_cycle.py            # ZND 循环
│   ├── plot_utils.py           # p-v 与 T-s 图绘制
│   └── mcp_server.py           # FastMCP 服务 (MCP 协议接口)
├── scripts/
│   └── run_all.py              # 主入口: 单 phi 运行全部循环
├── examples/
│   ├── cycle_demo.py           # 固定工况下各循环效率与图形输出
│   └── cj_analysis.py          # 不同 phi 下 CJ 爆轰参数分析
└── output/                     # 图片输出
```

## 快速开始

### 环境配置

```bash
cd mycde
uv sync                   # 创建虚拟环境并安装依赖
.\.venv\Scripts\activate   # 激活环境 (Windows)
uv pip install -e .        # 可编辑安装
```

### 运行

```bash
# 运行所有循环（phi=0.5）
.\.venv\Scripts\python scripts\run_all.py

# 示例：固定工况循环对比
.\.venv\Scripts\python examples\cycle_demo.py

# 示例：CJ 爆轰参数分析
.\.venv\Scripts\python examples\cj_analysis.py
```

## 计算结果（phi = 0.5）

```
初始条件: p1 = 101325 Pa, T1 = 300 K, psi = 2.0

循环               效率     净功 (J/kg)
──────────────────────────────────────────────
Brayton            50.0%     3,555,658
Humphrey           68.4%     4,866,083
Fickett-Jacobs     70.8%     5,037,613
ZND                81.3%     9,037,232
```

- **ZND 循环** 效率最高，因为激波压缩 + Rayleigh 燃烧使更多热能转化为功
- **Humphrey 循环** 优于 **Brayton 循环**，等容燃烧相比等压燃烧能产生更高的峰值压力
- **Fickett-Jacobs 循环** 略优于 Humphrey，CJ 燃烧的 Rayleigh 线提供了更大的膨胀功

## CJ 爆轰参数（随当量比变化）

| phi | Mach | D (m/s) |
|-----|------|---------|
| 0.1 | 4.91 | 1,766 |
| 0.5 | 8.27 | 3,750 |
| 1.0 | 9.52 | 5,135 |

爆轰马赫数和爆速随当量比增加而单调递增，在化学当量比附近趋于饱和。

## MCP 服务

mycde 提供基于 [FastMCP](https://gofastmcp.com) 的 MCP 服务，可将循环分析能力暴露给 AI 客户端（如 Claude Desktop、Trae 等）。

### 启动方式

```bash
# stdio 模式（供本地 MCP 客户端使用）
.\.venv\Scripts\mycde-mcp

# 或以 Python 模块方式运行
.\.venv\Scripts\python -m mycde.mcp_server
```

### 暴露的 Tools

| Tool | 参数 | 功能 |
|------|------|------|
| `get_thermo_params` | `phi` | 获取 H₂-O₂ 热力学参数 γ, R, Q |
| `compute_cycle` | `cycle_name`, `phi`, `p1`, `T1`, `psi` | 运行指定循环，输出特征点 + 效率 |
| `compute_detonation_params` | `phi`, `p0`, `T0` | 计算 CJ 爆轰马赫数 Ms 和爆速 D |
| `compare_cycles` | `phi`, `p1`, `T1`, `psi` | 全部 4 个循环同时运行并排名 |

### 暴露的 Resources

| Resource URI | 内容 |
|---|---|
| `mycde://cycles/list` | 所有循环列表与过程描述 |
| `mycde://methods/about` | 方法学与假设说明 |
| `mycde://cycle/{name}` | 单个循环的详细信息 |

### 暴露的 Prompts

| Prompt | 用途 |
|--------|------|
| `analyze_cycle(cycle_name)` | 引导 AI 逐步分析单个循环 |
| `analyze_comparison()` | 引导 AI 对比全部 4 个循环 |

### MCP Client 配置示例

```jsonc
{
  "mcpServers": {
    "mycde": {
      "command": "uv",
      "args": ["run", "--directory", "E:\\myWorkspace\\mycde", "mycde-mcp"]
    }
  }
}
```

## 输出文件

每个循环生成 **p-v 图** 和 **T-s 图**，包含：
- 分段着色曲线（蓝=压缩，橙=燃烧，紫=激波，绿=膨胀，灰蓝=冷却）
- 特征点标注（含 p, v, T, s 数值）
- 循环效率标注

## 依赖

- Python ≥ 3.10
- NumPy ≥ 1.21
- Matplotlib ≥ 3.4
- FastMCP ≥ 3.0（可选，仅 MCP 服务需要）
- 包管理: uv