计算三维磁约束平衡形状梯度的伴随方法
等离子体物理
2019-04-10 v3
摘要
形状梯度量化了由形状微分扰动引起的某一品质因子的变化。形状梯度可应用于基于梯度的优化、灵敏度分析与公差计算。本文给出一种高效计算环向三维MHD平衡形状梯度的方法。该方法基于MHD平衡驱动扰动方程的自伴随性质,类似于输运系数的昂萨格对称性。考虑了两种形状梯度:其一描述因外通量面任意位移引起的品质因子变化;其二描述因线圈位移引起的品质因子变化。该方法针对若干示例品质因子实现,并与形状梯度的直接计算结果进行比较。在这些例子中,伴随方法将平衡计算次数减少了倍,其中为描述外通量面或线圈形状所用的参数个数。
引用
@article{arxiv.1812.06154,
title = {Adjoint approach to calculating shape gradients for 3D magnetic confinement equilibria},
author = {Thomas Antonsen, and Elizabeth J. Paul and Matt Landreman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.06154},
year = {2019}
}