It was recently shown in Wechsung et al (2022 Proc. Natl Acad. Sci. USA119 e2202084119) that there exist electromagnetic coils that generate magnetic fields, which are excellent approximations to quasi-symmetric fields and have very good particle confinement properties. Using a Gaussian process-based model for coil perturbations, we investigate the impact of manufacturing errors on the performance of these coils. We show that even fairly small errors result in noticeable performance degradation. While stochastic optimization yields minor improvements, it is not possible to mitigate these errors significantly. As an alternative to stochastic optimization, we then formulate a new optimization problem for computing optimal adjustments of the coil positions and currents without changing the shapes of the coil. These a-posteriori adjustments are able to reduce the impact of coil errors by an order of magnitude, providing a new perspective for dealing with manufacturing tolerances in stellarator design.
最近、Wechslerら（2022 Proc. Natl Acad. Sci. USA 119 e2202084119）によって、準対称磁場の優れた近似であり、非常に良好な粒子閉じ込め特性を有する電磁コイルが存在することが示された。ガウス過程に基づくコイル摂動モデルを用いて、我々はこれらのコイルの性能に対する製造誤差の影響を調査する。比較的小さな誤差であっても、顕著な性能低下をもたらすことを示す。確率的最適化はわずかな改善をもたらすものの、これらの誤差を有意に軽減することは不可能である。確率的最適化の代替として、我々はコイルの形状を変えずにコイル位置と電流の最適な調整を計算するための新しい最適化問題を定式化する。これらの事後調整により、コイル誤差の影響を一桁低減することが可能となり、ステラレーター設計における製造公差への対処に関する新たな視点を提供する。