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Numerical optimization of actuator trajectories for ITER hybrid scenario profile evolution

机译：用于ITER混合情景剖面演化的执行器轨迹的数值优化

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Optimal actuator trajectories for an ITER hybrid scenario ramp-up are computed using a numerical optimization method. For both L-mode and H-mode scenarios, the time trajectory of plasma current, EC heating and current drive distribution is determined that minimizes a chosen cost function, while satisfying constraints. The cost function is formulated to reflect two desired properties of the plasma q profile at the end of the ramp-up. The first objective is to maximize the ITG turbulence threshold by maximizing the volume-averaged s/q ratio. The second objective is to achieve a stationary q profile by having a flat loop voltage profile. Actuator and physics-derived constraints are included, imposing limits on plasma current, ramp rates, internal inductance and q profile. This numerical method uses the fast control-oriented plasma profile evolution code RAPTOR, which is successfully benchmarked against more complete CRONOS simulations for L-mode and H-mode mode ITER hybrid scenarios. It is shown that the optimized trajectories computed using RAPTOR also result in an improved ramp-up scenario for CRONOS simulations using the same input trajectories. Furthermore, the optimal trajectories are shown to vary depending on the precise timing of the L-H transition.
机译：使用数值优化方法来计算ITER混合情景加速的最佳执行器轨迹。对于L模式和H模式方案，确定的等离子电流，EC加热和电流驱动分布的时间轨迹可在满足约束的同时最大程度地降低所选成本函数。制定成本函数以反映在加速结束时等离子体q轮廓的两个所需属性。第一个目标是通过最大化体积平均s / q比来最大化ITG湍流阈值。第二个目的是通过具有平坦的环路电压曲线来获得稳定的q曲线。执行器和物理派生的约束包括在内，对等离子电流，斜率，内部电感和q轮廓施加限制。这种数值方法使用面向控制的快速等离子体轮廓演变代码RAPTOR，该代码已成功针对L模式和H模式模式ITER混合场景的更完整CRONOS仿真进行了基准测试。结果表明，使用RAPTOR计算出的优化轨迹还可以为使用相同输入轨迹的CRONOS仿真带来更好的加速效果。此外，最佳轨迹显示为根据L-H跃迁的精确时序而变化。

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