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基于高斯过程回归通过集成建模验证等离子体湍流输运模型的应用

等离子体物理 2021-05-05 v1

摘要

本文概述了一种在集成建模中提高托卡马克湍流输运模型验证严谨性的方法。在集成建模模拟准备阶段应用高斯过程回归(GPR)技术进行剖面拟合,由于同时给出了拟合与导数不确定性,从而允许对规定的初始与边界条件进行严谨的敏感性检验。这通过JETTO集成建模模拟JET类ITER壁H模基准放电#92436得以展示,该模拟采用QuaLiKiz准线性湍流输运模型,其正被外推至氘-氚等离子体。该模拟在ρtor=0.85\rho_{tor} = 0.85的模拟边界条件下,同时评估了约10个约束时间内的热、粒子与动量通量随时间演化。在多通道通量驱动输运建模中常规纳入动量输运预测并非标准做法,此处得益于QuaLiKiz模型近期的进展。在2σ2\sigma内,拟合剖面与模拟剖面对于nen_eTeT_eTiT_iΩtor\Omega_{tor}取得了极佳一致,但模拟低估了该放电中半径中部的TiT_i,并高估了芯部nen_eTeT_e剖面。尽管如此,表明该方法能够从实验数据推导出托卡马克模型的合理输入(包括导数量)。此外,定义了多个优值以在GPR剖面拟合框架内定量评估集成建模预测与实验数据的一致性。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.01177,
  title  = {Application of Gaussian process regression to plasma turbulent transport model validation via integrated modelling},
  author = {Aaron Ho and Jonathan Citrin and Fulvio Auriemma and Clarisse Bourdelle and Francis J. Casson and Hyun-Tae Kim and Pierre Manas and Gabor Szepesi and Henri Weisen and JET Contributors},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.01177},
  year   = {2021}
}

备注

26 pages, 16 figures, Nuclear Fusion