优化恒星器形状的直接构造。II. 数值准对称解
等离子体物理
2019-01-23 v2
摘要
准对称恒星器在智识上以及作为聚变反应堆候选者都颇具吸引力，因为引导中心粒子轨迹和新经典输运与托卡马克中的同构，意味着良好的约束。此前，准对称磁场的识别是通过应用黑箱优化算法来最小化磁场强度 的破对称傅里叶模态。本文则反其道而行，直接在柱坐标中构造在距磁轴距离的首阶上为准对称的磁场，而无需使用优化。该方法涉及求解一个一维非线性常微分方程，该方程最初由 Garren 和 Boozer 导出 [Phys. Fluids B 3, 2805 (1991)]。我们通过将此构造的结果作为 VMEC 和 BOOZ_XFORM 代码的输入，确认了磁谱的纯度和标度律，从而证明了这种无优化方法的实用性和准确性。在此阶上为准对称的磁场空间由磁轴形状以及另外三个实数参数化，其中一个数反映了轴上的环向电流密度，另一个在恒星器对称时为零。本文方法可用于为常规优化生成良好的初始条件，且其速度使得对参数空间进行穷举搜索成为可能。
引用
@article{arxiv.1809.10246,
title = {Direct construction of optimized stellarator shapes. II. Numerical quasisymmetric solutions},
author = {Matt Landreman and Wrick Sengupta and Gabriel G Plunk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10246},
year = {2019}
}