单阶段基于梯度的仿星器线圈设计：随机优化
最优化与控制
2022-05-18 v1 等离子体物理
摘要
我们将 [Giuliani 等人, 2020] 中用于轴上准对称性的单阶段仿星器线圈设计方法加以扩展，以额外考虑线圈制造误差。通过将线圈误差与线圈离散化独立建模，我们得以灵活考虑现实形式的线圈误差。相应的随机优化问题使用风险中性方法与风险厌恶方法进行表述。我们提出了一种高效的、基于梯度的下降算法，其依赖于解析导数来求解这些问题。在一项综合数值研究中，我们比较了确定性与风险中性随机优化所得的线圈设计，发现风险中性表述产生了更鲁棒的配置，并减少了优化问题的局部极小点数量。我们还就比较了确定性与风险中性方法在轴上及离磁轴处的准对称性，以及靠近轴释放的粒子约束方面的表现。最后，我们表明对于我们考虑的优化问题，使用条件风险价值（Conditional Value-at-Risk）的风险厌恶目标导致的结果与风险中性目标相似。
引用
@article{arxiv.2106.12137,
title = {Single-stage gradient-based stellarator coil design: stochastic optimization},
author = {Florian Wechsung and Andrew Giuliani and Matt Landreman and Antoine Cerfon and Georg Stadler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12137},
year = {2022}
}