优化仿星器形状的直接构造。I. 柱坐标系中的理论
等离子体物理
2019-01-16 v2
摘要
仿星器中导向中心轨迹的约束由磁场强度 在Boozer坐标 中的变化决定,但 以复杂方式依赖于磁通面形状。本文利用距磁轴的展开,推导了Boozer坐标中的 与旋转变换同柱坐标系中磁通面形状之间的关系。Garren与Boozer [Phys. Fluids B 3, 2805 (1991)] 基于Frenet-Serret标架做过相关展开,该标架在磁轴为直线处可能出现不连续,而这一现象出现在具有极向闭合 等值线的omnigenity这一有趣情形中。相反,我们的计算不使用Frenet-Serret标架。我们推导了Garren-Boozer方法与柱坐标之间的变换,并证明若磁轴曲率不为零,两种方法等价。此处导出的表达式有助于构造优化的等离子体形状,可作为VMEC及其他仿星器代码的输入,或用于生成常规仿星器优化的初始构型。
引用
@article{arxiv.1809.10233,
title = {Direct construction of optimized stellarator shapes. I. Theory in cylindrical coordinates},
author = {Matt Landreman and Wrick Sengupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10233},
year = {2019}
}