Pāriet uz galveno navigāciju Pāriet uz meklēšanu Pāriet uz galveno saturu

Fast modeling of turbulent transport in fusion plasmas using neural networks

  • Līga Avotiņa (Darba grupas dalībnieks)
  • , Larisa Baumane (Darba grupas dalībnieks)
  • , Dāvis Čonka (Darba grupas dalībnieks)
  • , Mihails Haļitovs (Darba grupas dalībnieks)
  • , Ieva Igaune (Darba grupas dalībnieks)
  • , Juris Jansons (Darba grupas dalībnieks)
  • , Gunta Ķizāne (Darba grupas dalībnieks)
  • , Ričards Kovaldins (Darba grupas dalībnieks)
  • , Andris Leščinskis (Darba grupas dalībnieks)
  • , Broņislavs Leščinskis (Darba grupas dalībnieks)
  • , Elīna Pajuste (Darba grupas dalībnieks)
  • , Aigars Vītiņš (Darba grupas dalībnieks)
  • , Artūrs Zariņš (Darba grupas dalībnieks)
  • , Roberts Zariņš (Darba grupas dalībnieks)
  • , van de Plassche K.L.
  • , JET Contributors

    Zinātniskās darbības rezultāts: Devums žurnālam › Zinātniskais raksts (žurnālā) › koleģiāli recenzēts

    119 Atsauces (Scopus)

    Kopsavilkums

    We present an ultrafast neural network model, QLKNN, which predicts core tokamak transport heat and particle fluxes. QLKNN is a surrogate model based on a database of 3 × 108 flux calculations of the quasilinear gyrokinetic transport model, QuaLiKiz. The database covers a wide range of realistic tokamak core parameters. Physical features such as the existence of a critical gradient for the onset of turbulent transport were integrated into the neural network training methodology. We have coupled QLKNN to the tokamak modeling framework JINTRAC and rapid control-oriented tokamak transport solver RAPTOR. The coupled frameworks are demonstrated and validated through application to three JET shots covering a representative spread of H-mode operating space, predicting the turbulent transport of energy and particles in the plasma core. JINTRAC-QLKNN and RAPTOR-QLKNN are able to accurately reproduce JINTRAC-QuaLiKiz T i, e and ne profiles, but 3-5 orders of magnitude faster. Simulations which take hours are reduced down to only a few tens of seconds. The discrepancy in the final source-driven predicted profiles between QLKNN and QuaLiKiz is on the order of 1%-15%. Also the dynamic behavior was well captured by QLKNN, with differences of only 4%-10% compared to JINTRAC-QuaLiKiz observed at mid-radius, for a study of density buildup following the L-H transition. Deployment of neural network surrogate models in multi-physics integrated tokamak modeling is a promising route toward enabling accurate and fast tokamak scenario optimization, uncertainty quantification, and control applications.

    OriģinālvalodaAngļu
    Raksta numurs022310
    ŽurnālsPhysics of Plasmas
    Sējums27
    Izdevuma numurs2
    DOIs
    Publikācijas statussPublicēts - 1 febr. 2020

    ANO IAM

    Šis izpildes rezultāts palīdz sasniegt šādus ANO ilgtspējīgas attīstības mērķus (IAM)

    1. 7. IAM — Tīra Enerģija par Pieejamu Cenu
      7. IAM — Tīra Enerģija par Pieejamu Cenu

    OECD Zinātnes nozare

    • 1.3 Fizika un astronomija

    Nospiedums

    Uzziniet vairāk par pētniecības tēmām “Fast modeling of turbulent transport in fusion plasmas using neural networks”. Kopā tie veido unikālu nospiedumu.

    Citēt šo