托卡马克中极向场线圈位置的贝叶斯优化
等离子体物理
2025-07-30 v3
摘要
托卡马克是通过磁约束核聚变产生可持续能源的世界领先概念。确定托卡马克内部磁体的位置,特别是极向场(PF)线圈的位置,是一个设计问题,需要在若干相互竞争的经济、物理及工程目标和约束之间取得平衡。在本文中,我们表明多目标贝叶斯优化(BO)——一种利用概率机器学习模型的迭代优化技术——能够有效地探索这一复杂设计空间,并返回若干最优 PF 线圈组。这些解跨越 Pareto 前沿,即目标空间中以最优方式满足指定目标函数的子集。我们概述了一个易于使用的 BO 框架,并证明其在使用显著更少计算资源的同时优于其他优化技术。我们的结果表明,BO 是一种对于依赖计算需求大的高保真模拟的聚变设计问题具有前景的技术。
引用
@article{arxiv.2503.17189,
title = {Bayesian optimisation of poloidal field coil positions in tokamaks},
author = {Timothy Nunn and Kamran Pentland and Vignesh Gopakumar and James Buchanan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.17189},
year = {2025}
}