The design of turbulence optimized stellarators has so far relied on three-dimensional equilibrium codes such as VMEC in order to find the minimum of a given objective function. In this work, we propose a complimentary approach based on the near-axis expansion to compute the geometry parameters of neoclassicaly optimized stellarators used in turbulence studies. As shown here, the near-axis expansion can be a reasonable approximation of the geometric parameters relevant for turbulence and stability simulations of the core of existing optimized stellarator designs. In particular, we examine the geometry coefficients that appear in the gyrokinetic equation, the drift-reduced fluid equations and the ideal ballooning equation. This approach may allow for the development of new stellarator optimization techniques significantly faster than conventional methods.
乱流最適化されたステラレーターの設計は、これまで主にVMECなどの3次元平衡コードを用いて所与の目的関数の最小値を求めることで行われてきた。本稿では、近軸展開に基づく補完的アプローチを提案し、乱流研究で用いられる新古典最適化ステラレーターの幾何学的パラメータを計算する。ここで示すように、近軸展開は、既存の最適化ステラレーター設計のコアにおける乱流および安定性シミュレーションに関連する幾何学的パラメータの合理的な近似となり得る。特に、ジャイロ運動論方程式、ドリフト低減流体方程式、および理想バルーニング方程式に現れる幾何係数を検討する。このアプローチにより、従来法よりも大幅に高速な新しいステラレーター最適化手法の開発が可能になるかもしれない。