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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Control Methods for the Optimization of Plasma Scenarios in a Tokamak

verfasst von : Jacques Blum, Cédric Boulbe, Blaise Faugeras, Holger Heumann

Erschienen in: System Modeling and Optimization

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

This paper presents the modelling of the evolution of plasma equilibrium in the presence of external poloidal field circuits and passive structures. The optimization of plasma scenarios is formulated as an optimal control problem where the equations for the evolution of the plasma equilibrium are the constraints. The procedure determines the voltages applied to the external circuits that minimize a certain cost-function representing the distance to a desired plasma augmented by an energetic cost of the electrical system. A sequential quadratic programming method is used to solve the minimization of the cost-function and an application to the optimization of a discharge for ITER is shown.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Lions, J.L.: Optimal Control of Systems Governed by Partial Differential Equations. Springer, Heildelberg (1971)CrossRefMATH Lions, J.L.: Optimal Control of Systems Governed by Partial Differential Equations. Springer, Heildelberg (1971)CrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Brangiskii, S.I.: Reviews of Plasma Physics, vol. 1. Consultant Bureau, New York (1965) Brangiskii, S.I.: Reviews of Plasma Physics, vol. 1. Consultant Bureau, New York (1965)
3.
Zurück zum Zitat Maschke, E.K., Sudano, J.P.: Etude analytique de l’évolution d’un plasma toroidal de type tokamak à section non circulaire (analytic study of the evolution of a torodal plasma of tokamak type with non-circular section). Technical report, EUR-CEA-FC-668 (1972) Maschke, E.K., Sudano, J.P.: Etude analytique de l’évolution d’un plasma toroidal de type tokamak à section non circulaire (analytic study of the evolution of a torodal plasma of tokamak type with non-circular section). Technical report, EUR-CEA-FC-668 (1972)
4.
Zurück zum Zitat Nelson, D.B., Grad, H.: Heating and transport in tokamaks of arbitrary shape and beta. Technical report, Oak Ridge Report ORNL/TM-6094 (1978) Nelson, D.B., Grad, H.: Heating and transport in tokamaks of arbitrary shape and beta. Technical report, Oak Ridge Report ORNL/TM-6094 (1978)
5.
Zurück zum Zitat Wesson, J.: Tokamaks. Oxford Science Publications, Oxford (2004)MATH Wesson, J.: Tokamaks. Oxford Science Publications, Oxford (2004)MATH
6.
Zurück zum Zitat Albanese, R., Blum, J., Barbieri, O.: On the solution of the magnetic flux equation in an infinite domain. In: EPS, 8th Europhysics Conference on Computing in Plasma Physics (1986) Albanese, R., Blum, J., Barbieri, O.: On the solution of the magnetic flux equation in an infinite domain. In: EPS, 8th Europhysics Conference on Computing in Plasma Physics (1986)
7.
Zurück zum Zitat Grandgirard, V.: Modélisation de l’équilibre d’un plasma de tokamak. Ph.D. thesis, l’Université de Franche-Comté (1999) Grandgirard, V.: Modélisation de l’équilibre d’un plasma de tokamak. Ph.D. thesis, l’Université de Franche-Comté (1999)
8.
Zurück zum Zitat Gatica, G.N., Hsiao, G.C.: The uncoupling of boundary integral and finite element methods for nonlinear boundary value problems. J. Math. Anal. Appl. 189(2), 442–461 (1995)MathSciNetCrossRefMATH Gatica, G.N., Hsiao, G.C.: The uncoupling of boundary integral and finite element methods for nonlinear boundary value problems. J. Math. Anal. Appl. 189(2), 442–461 (1995)MathSciNetCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Luxon, J.L., Brown, B.B.: Magnetic analysis of non-circular cross-section tokamaks. Nucl. Fusion 22(6), 813 (1982)CrossRef Luxon, J.L., Brown, B.B.: Magnetic analysis of non-circular cross-section tokamaks. Nucl. Fusion 22(6), 813 (1982)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Blum, J., Le Foll, J., Thooris, B.: The self-consistent equilibrium and diffusion code SCED. Comput. Phys. Commun. 24, 235–254 (1981)CrossRef Blum, J., Le Foll, J., Thooris, B.: The self-consistent equilibrium and diffusion code SCED. Comput. Phys. Commun. 24, 235–254 (1981)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Albanese, R., Blum, J., De Barbieri, O.: Numerical studies of the Next European Torus via the PROTEUS code. In: 12th Conference on Numerical Simulation of Plasmas, San Francisco (1987) Albanese, R., Blum, J., De Barbieri, O.: Numerical studies of the Next European Torus via the PROTEUS code. In: 12th Conference on Numerical Simulation of Plasmas, San Francisco (1987)
12.
Zurück zum Zitat Murat, F., Simon, J.: Sur le contrôle par un domaine géométrique. Technical report 76015, Laboratoire d’Analyse Numérique, Université de Paris 6 (1976) Murat, F., Simon, J.: Sur le contrôle par un domaine géométrique. Technical report 76015, Laboratoire d’Analyse Numérique, Université de Paris 6 (1976)
13.
Zurück zum Zitat Delfour, M.C., Zolésio, J.-P.: Shapes and Geometries. Advances in Design and Control, vol. 22, 2nd edn. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), Philadelphia (2011)CrossRefMATH Delfour, M.C., Zolésio, J.-P.: Shapes and Geometries. Advances in Design and Control, vol. 22, 2nd edn. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), Philadelphia (2011)CrossRefMATH
14.
Zurück zum Zitat Heumann, H., Blum, J., Boulbe, C., Faugeras, B., Selig, G., Ané, J.-M., Brémond, S., Grandgirard, V., Hertout, P., Nardon, E.: Quasi-static free-boundary equilibrium of toroidal plasma with CEDRES++: computational methods and applications. J. Plasma Phys. 81, 1–35 (2015) Heumann, H., Blum, J., Boulbe, C., Faugeras, B., Selig, G., Ané, J.-M., Brémond, S., Grandgirard, V., Hertout, P., Nardon, E.: Quasi-static free-boundary equilibrium of toroidal plasma with CEDRES++: computational methods and applications. J. Plasma Phys. 81, 1–35 (2015)
15.
Zurück zum Zitat Blum, J.: Numerical Simulation and Optimal Control in Plasma Physics with Applications to Tokamaks. Series in Modern Applied Mathematics. Wiley Gauthier-Villars, Paris (1989)MATH Blum, J.: Numerical Simulation and Optimal Control in Plasma Physics with Applications to Tokamaks. Series in Modern Applied Mathematics. Wiley Gauthier-Villars, Paris (1989)MATH
16.
Zurück zum Zitat Nocedal, J., Wright, S.J.: Numerical Optimization. Springer Series in Operations Research and Financial Engineering, 2nd edn. Springer, New York (2006)MATH Nocedal, J., Wright, S.J.: Numerical Optimization. Springer Series in Operations Research and Financial Engineering, 2nd edn. Springer, New York (2006)MATH
Metadaten
Titel
Control Methods for the Optimization of Plasma Scenarios in a Tokamak
verfasst von
Jacques Blum
Cédric Boulbe
Blaise Faugeras
Holger Heumann
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-55795-3_1