多尺度耗散系统的简化热力学-拓扑可观测量。针对核聚变的壳模型研究
仪器与探测器
2026-03-16 v1
摘要
我们引入一套用于有序多尺度耗散系统的简化热力学-拓扑可观测量。一种界面局部二次化简产生受限的完整性通道和残余通道、一个通量-力稳定通道、一个加权路径图瓶颈通道以及一种粗糙化漂移指示器。目标是实用性而非普遍性：一套紧凑且可解释的可观测量层，可反复计算并跨各范畴比较。主要案例研究是核聚变相关的MHD Sabra壳模型。在400个合成异常耗散探针上，局部普林戈式通道检测到400/400事件，而组合报警检测到399/400且延迟更低。当OPC R触发器和能量崩溃代理同时观察于同一事件中时，最早的OPC R触发器平均领先于代理11.29±13.49模型时间单位（中位数6.15，四分位距[1.23,17.22]；255/313个早发事件）。对5000个耦合几何进行扫描将最佳log-Cheeger导数从基线均值0.07475±0.00171提升至0.09465（提升26.6%），而当前最小Phi几何仍低于基线均值。对于操作，基于完整性的驱动和一种保守的Phi仪器化变体分别实现了均匀基线的3.01倍和3.02倍恢复/单位功率效率。这些数值支持一种以拓扑为中心的框架阅读：hlog作为第1阶段设计筛选可观测量具有可信度，而Phi目前最好作为操作或认证分数来视待。对于核聚变，自然目标是星形配置筛选，其中磁场拓扑占主导地位。附录中给出一个简易神经网络可移植性检查，不用于论文主要论点。
引用
@article{arxiv.2603.12291,
title = {Reduced Thermodynamic-Topological Observables for Multiscale Dissipative Systems. A fusion-relevant shell-model study of detection, design screening, and conservative operation},
author = {Andrea Caffagni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.12291},
year = {2026}
}