An automated algorithm to construct island divertors for stellarators is presented and used to find divertors that meet heat load requirements determined by material limits. The algorithm uses just two initial conditions: two starting coordinates on the island separatrix chosen by the user. We leverage the simplicity of the algorithm to explore the divertor parameter space in a fixed magnetic equilibrium. Heat loads are approximated using the field line diffusion model implemented in the \texttt{FLARE} code. Divertor solutions that satisfy heat load requirements while maintaining a high power fraction captured are found using a parameter scan and a Bayesian optimization routine. The optimization finds divertors that perform the same as the parameter scan, but with a 75\% reduction in computational cost. The resulting divertors satisfy heat load requirements across varying cross-field heat diffusivities. Optimization over various islands in the equilibrium shows that it is easiest to find divertors that satisfy heat flux requirements for low-elongation islands. This algorithm presents a simple parameterization for island divertors and facilitates further physics and optimization studies.
Magnetic turnstiles in nonresonant stellarator divertor
非共振仿星器偏滤器有磁通量管,称为磁转门,穿过坎托里,坎托里是被破坏的带孔不变环面的分形残余,位于最外的限制表面之外。出口和入口通量管可以如通常预期的那样相邻,但也可以具有在cantori的分离位置处进入或离开的意外特征。不仅可以有两种类型的旋转栅门,但伪旋转栅门也可以存在。当康托罗斯有足够大的,但有限的,径向偏移撞击周围的腔室壁时,形成伪旋转门。非相邻和相邻旋转门和伪旋转门的存在解决了非共振仿星器偏滤器早期模拟中出现的问题[A。Punjabi和A. H. Boozer,Phys.Plasmas 27,012503(2020)]。
Initial evaluation of miniature ultra-high-field commercial stellarator reactors with breeding external to resistive coils
Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT(国家聚变实验室,CIEMAT);Departamento de Física, Universidad Carlos III de Madrid(马德里卡洛斯三世大学物理系);Oak Ridge National Laboratory (ORNL)(橡树岭国家实验室);University of Texas, Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校)
On the interaction between the island divertor heat fluxes, the scrape-off layer radial electric field and the edge turbulence in Wendelstein 7-X plasmas
Stellarator optimization for good magnetic surfaces at the same time as quasisymmetry
提出了一种优化仿星器几何结构的方法,在消除磁岛的同时,实现了仿星器的其他物理特性。对于许多已经在仿星器优化中使用的物理量,包括准对称性,新古典输运和磁流体动力学稳定性,使用确保磁表面存在的磁平衡表示是方便的。然而,这种表示隐藏了磁岛的可能存在,这通常是不希望的。为了在单个优化中包括基于表面的目标和岛宽度,在优化的每次迭代中运行两个固定边界平衡计算:一个是强制磁表面的存在(VMEC [S.赫什曼和J. C. Whitson,Phys.Fluids 26,3553(1983)]),和一种不这样(SPEC [S. R. Hudson等人,Phys.Plasmas 19,112502(2012)])。通过惩罚目标函数中的岛残基,在优化期间使两个磁场表示一致。一个例子中,特别是在表面上的准对称的目标,准对称实现更准确地比以前公布的例子。
Compact quasiaxisymmetric stellarators, a near axisymmetric theory
Princeton University(普林斯顿大学);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Max Plank Institute for Plasma Physics(马克斯·普朗克等离子体物理研究所);Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, Parks Road, Oxford, OX1 3PU, UK(牛津大学鲁道夫·皮尔斯理论物理中心)
Stellarator optimization for nested magnetic surfaces at finite $β$ and toroidal current
良好的磁表面,相对于磁岛和混乱的场线,通常是仿星器所需要的。在以前的工作中,M。Landreman等人[Phys. of Plasmas 28,092505(2021)]表明,通过步进压力平衡代码(SPEC)[S. P. Hudson等人,等离子体19,112502(2012)]可以优化用于真空中的良好磁性表面。在本文中,我们建立在他们的工作,以显示第一个有限的$β$,固定和自由边界优化的SPEC平衡良好的磁性表面。目标函数由选取的有理曲面的Greene残数构造,优化过程由SIMSOPT框架驱动[M. Landreman等人,J. Open Source Software 6,3525(2021)]。我们表明,在一个经典的仿星器的几何形状,通过优化注入的环形电流分布,一个完美的导电壁周围的等离子体的形状(固定边界的情况下),或线圈(自由边界的情况下),在一个合理的计算时间量的磁岛的大小和随之而来的区域所占据的混乱的场线可以最小化。这项工作表明,SPEC可以用作两步或单步仿星器优化循环的平衡代码。