Automated methods based on optimization can greatly assist computational engineering design in many areas. In this paper an optimization approach to the magnetic design of a nuclear fusion reactor divertor is proposed and applied to a tokamak edge magnetic configuration in a first feasibility study. The approach is based on reduced models for magnetic field and plasma edge, which are integrated with a grid generator into one sensitivity code. The design objective chosen here for demonstrative purposes is to spread the divertor target heat load as much as possible over the entire target area. Constraints on the separatrix position are introduced to eliminate physically irrelevant magnetic field configurations during the optimization cycle. A gradient projection method is used to ensure stable cost function evaluations during optimization. The concept is applied to a configuration with typical Joint European Torus (JET) parameters and it automatically provides plausible configurations with reduced heat load.
最適化に基づく自動化手法は、多くの分野における計算工学的設計を大いに支援することができる。本論文では、核融合炉ダイバータの磁気設計に対する最適化アプローチを提案し、最初の実現可能性調査としてトカマク周辺磁場配位に適用する。このアプローチは、磁場とプラズマ周辺部の低次元モデルに基づいており、これらをグリッド生成器と統合して一つの感度コードとする。ここで実証目的のために選択した設計目標は、ダイバータ標的熱負荷を標的領域全体に可能な限り分散させることである。セパラトリックス位置に関する制約を導入し、最適化サイクル中に物理的に無関係な磁場配位を排除する。最適化中に安定したコスト関数評価を保証するために、勾配射影法を用いる。この概念を典型的な欧州共同トーラス（JET）パラメータを持つ配位に適用し、熱負荷が低減された妥当な配位を自動的に提供する。