磁约束聚变等离子体的瞬时控制策略
数值分析
2024-03-26 v1 数值分析
摘要
磁约束聚变的原理是将高温等离子体约束在装置内部，使得氘和氚的原子核结合时能够释放能量。产生的高温要求等离子体与装置壁隔离以避免损坏，而外部磁场的作用就是实现这一目标。在本文中，为了从数值角度应对这一挑战，我们提出了一种瞬时控制数学方法，将等离子体引导至给定的空间区域。从建模的角度来看，我们关注的是有界区域内的Vlasov方程，该方程包含自洽电场和外部强磁场。所采用控制策略的主要特点是，它基于对离散化系统的瞬时预测，为运动方程提供反馈。这使得能够将给定代价泛函的最小化直接嵌入到相应Vlasov模型的粒子相互作用中。数值结果证明了我们控制方法的有效性，以及外部磁场即使在简化设置下，也能够引导等离子体远离边界。
引用
@article{arxiv.2403.16254,
title = {Instantaneous control strategies for magnetically confined fusion plasma},
author = {Giacomo Albi and Giacomo Dimarco and Federica Ferrarese and Lorenzo Pareschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.16254},
year = {2024}
}