The capability to calculate the magnetic field due to the plasma currents in a toroidally confined magnetic fusion equilibrium is of manifest relevance to equilibrium reconstruction and stellarator divertor design. Two methodologies arise for calculating such quantities. The first being a volume integral over the plasma current density for a given equilibrium. Such an integral is computationally expensive. The second is a surface integral over a surface current on the equilibrium boundary. This method is computationally desirable as the calculation does not grow as the radial resolution of the volume integral. This surface integral method has come to be known as the 'virtual-casing principle'. In this paper, a full derivation of this method is presented along with a discussion regarding its optimal application.
トロイダル閉じ込め磁場核融合平衡におけるプラズマ電流による磁場を計算する能力は、平衡再構成やステラレーターダイバータ設計に明確に関連する。そのような量を計算するための方法論は2つ存在する。1つ目は、与えられた平衡に対するプラズマ電流密度の体積積分である。このような積分は計算コストが高い。2つ目は、平衡境界上の表面電流に対する面積積分である。この方法は、体積積分の動径方向分解能に応じて計算量が増大しないため、計算上望ましい。この面積積分法は「仮想ケーシング原理」として知られるようになった。本論文では、この方法の完全な導出と、その最適な適用に関する考察を示す。