Deep learning approaches to recover the plasma current density profile from the safety factor based on Grad–Shafranov solutions across multiple tokamaks

托卡马克 感知器 安全系数 计算机科学 卷积神经网络 人工神经网络 理论(学习稳定性) 等离子体 人工智能 算法 物理 多层感知器 应用数学 机器学习 数学 核物理学
作者
Hanyu 瀚予 ZHANG 张,Lina 利娜 ZHOU 周,Yueqiang 钺强 LIU 刘,Guangzhou 广周 HAO 郝,Shuo 硕 WANG 王,Xu Yong,Yutian 雨田 MIAO 苗,Ping 萍 DUAN 段,Long 龙 CHEN 陈
出处
期刊:Plasma Science & Technology [IOP Publishing]
卷期号:26 (5): 055101-055101
标识
DOI:10.1088/2058-6272/ad13e3
摘要

Abstract Many magnetohydrodynamic stability analyses require generation of a set of equilibria with a fixed safety factor q -profile while varying other plasma parameters. A neural network (NN)-based approach is investigated that facilitates such a process. Both multilayer perceptron (MLP)-based NN and convolutional neural network (CNN) models are trained to map the q- profile to the plasma current density J -profile, and vice versa, while satisfying the Grad–Shafranov radial force balance constraint. When the initial target models are trained, using a database of semi-analytically constructed numerical equilibria, an initial CNN with one convolutional layer is found to perform better than an initial MLP model. In particular, a trained initial CNN model can also predict the q - or J -profile for experimental tokamak equilibria. The performance of both initial target models is further improved by fine-tuning the training database, i.e. by adding realistic experimental equilibria with Gaussian noise. The fine-tuned target models, referred to as fine-tuned MLP and fine-tuned CNN, well reproduce the target q - or J -profile across multiple tokamak devices. As an important application, these NN-based equilibrium profile convertors can be utilized to provide a good initial guess for iterative equilibrium solvers, where the desired input quantity is the safety factor instead of the plasma current density.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Orange应助典雅的俊驰采纳,获得10
刚刚
MSYzack发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
今天读文献了吗完成签到,获得积分10
1秒前
dentistcfc完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
糍粑鱼完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
TT应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
TT应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得100
2秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得100
2秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
Atopos完成签到,获得积分10
2秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
bio发布了新的文献求助10
3秒前
Akim应助香菇采纳,获得10
3秒前
4秒前
深竹月发布了新的文献求助10
4秒前
Cm发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
知鱼之乐发布了新的文献求助10
6秒前
英俊的铭应助XIEQ采纳,获得10
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 2000
Standard: In-Space Storable Fluid Transfer for Prepared Spacecraft (AIAA S-157-2024) 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 510
Discrete-Time Signals and Systems 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5948926
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7119325
关于积分的说明 15914130
捐赠科研通 5082055
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2732308
邀请新用户注册赠送积分活动 1692780
关于科研通互助平台的介绍 1615526