Stochastic and a posteriori optimization to mitigate coil manufacturing errors in stellarator design
Stochastic and a posteriori optimization to mitigate coil manufacturing errors in stellarator design
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随机和后验优化可减少仿星器设计中的线圈制造误差
DOI：
10.1088/1361-6587/ac89ee
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发表时间：
2022
影响因子：
2.2
通讯作者：
Stadler, Georg
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wechsung, Florian;Giuliani, Andrew;Landreman, Matt;Cerfon, Antoine;Stadler, Georg
它最近在Wechsung等人（2022 Proc. Natl Acad. Sci. USA 119 e2202084119），存在产生磁场的电磁线圈，其是准对称场的极好近似并且具有非常好的粒子约束性质。使用高斯过程为基础的线圈扰动模型，我们调查这些线圈的性能上的制造误差的影响。我们发现，即使是相当小的错误，导致显着的性能下降。虽然随机优化产生微小的改进，但不可能显著减轻这些错误。作为一种替代随机优化，然后，我们制定了一个新的优化问题，用于计算线圈的位置和电流的最佳调整，而不改变线圈的形状。这些后验调整能够将线圈误差的影响降低一个数量级，为仿星器设计中处理制造公差提供了新的视角。
It was recently shown in Wechsung et al (2022 Proc. Natl Acad. Sci. USA 119 e2202084119) that there exist electromagnetic coils that generate magnetic fields, which are excellent approximations to quasi-symmetric fields and have very good particle confinement properties. Using a Gaussian process-based model for coil perturbations, we investigate the impact of manufacturing errors on the performance of these coils. We show that even fairly small errors result in noticeable performance degradation. While stochastic optimization yields minor improvements, it is not possible to mitigate these errors significantly. As an alternative to stochastic optimization, we then formulate a new optimization problem for computing optimal adjustments of the coil positions and currents without changing the shapes of the coil. These a-posteriori adjustments are able to reduce the impact of coil errors by an order of magnitude, providing a new perspective for dealing with manufacturing tolerances in stellarator design.
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DOI：
--
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影响因子：
--
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