一种用于仿星器线圈形状基于梯度优化的伴随方法
等离子体物理
2018-07-04 v1
摘要
我们提出了一种通过对绕线面进行基于梯度的优化来设计仿星器线圈的方法。采用REGCOIL（Landreman 2017 Nucl. Fusion 57 046003）方法，利用连续电流势获得绕线面上的线圈形状。我们应用伴随方法计算目标函数的导数，从而能够高效计算解析梯度，同时消除近似导数的数值噪声。我们通过在目标函数中以均方根电流密度为优化目标，改善了线圈的工程特性。我们为W7-X和HSX获得了绕线面，与实际的绕线面相比，同时降低了等离子体表面的法向磁场并增大了线圈与等离子体间的面平均距离。在优化面上计算的线圈具有更小的环向延展与曲率，以及增大的线圈间距。提出了一种将品质因数对绕线面法向位移的敏感性可视化的技术，可望用于理解工程公差。
引用
@article{arxiv.1801.04317,
title = {An adjoint method for gradient-based optimization of stellarator coil shapes},
author = {E. J. Paul and M. Landreman and A. Bader and W. Dorland},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.04317},
year = {2018}
}
备注
Submitted to Nuclear Fusion