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Scaling laws of the energy confinement time in stellarators without renormalization factors
Nuclear Fusion ( IF 3.5 ) Pub Date : 2021-08-27 , DOI: 10.1088/1741-4326/ac0cbb
A. Murari 1 , E. Peluso 2 , J. Vega 3 , J.M. Garca-Regaa 3 , J.L. Velasco 3 , G. Fuchert 4 , M. Gelfusa 2
Affiliation  

The most widely accepted unified scaling law for the energy confinement time in stellarators is a power law that contains a normalization factor for each individual device (and even for each sufficiently different magnetic configuration in a single machine). In the last decade, new and very powerful data analysis tools, based on symbolic regression (SR) via genetic programming (GP), have become quite consolidated and have provided very interesting results for tokamak configurations. The first application of SR via GP to the largest available multimachine stellarator database permits us to relax the power law constraint as an alternative to the use of renormalization factors. This approach, implemented with well-understood model selection criteria for the fitness function based on information theory and Bayesian statistics, has allowed convergence on very competitive global scaling laws, which present exponential terms, but do not contain any renormalization coefficient. Moreover, the exploratory application of SR via GP has revealed that the two main types of magnetic topology, those with and without shear, can be much better interpreted using two different models. The fact that these new scaling laws have been derived without recourse to any renormalization increases their interpretative value and confirms the dominant role of turbulence in determining the confinement properties of the stellarator. On the other hand, the techniques developed emphasise the need to improve the statistical basis before drawing definitive conclusions and providing reliable extrapolations.



中文翻译:

无重整化因子仿星器能量约束时间的标度定律

仿星器中能量限制时间的最广泛接受的统一标度定律是幂定律,其中包含每个单独设备(甚至单个机器中每个足够不同的磁配置)的归一化因子。在过去十年中,基于符号回归 (SR) 和遗传编程 (GP) 的新的、非常强大的数据分析工具已经变得相当稳固,并为托卡马克配置提供了非常有趣的结果。第一次通过 GP 将 SR 应用到最大的可用多机仿星器数据库允许我们放宽幂律约束,作为使用重整化因子的替代方法。这种方法,使用基于信息论和贝叶斯统计的适合度函数的模型选择标准实现,允许在非常有竞争力的全局标度定律上收敛,这些定律呈现指数项,但不包含任何重整化系数。此外,通过 GP 对 SR 的探索性应用表明,使用两种不同的模型可以更好地解释两种主要类型的磁拓扑,即有剪切和无剪切的磁拓扑。这些新的标度定律是在不依赖任何重整化的情况下推导出来的,这一事实增加了它们的解释价值,并证实了湍流在确定仿星体的约束特性方面的主导作用。另一方面,开发的技术强调需要在得出明确结论和提供可靠的推断之前改进统计基础。但不包含任何重整化系数。此外,通过 GP 对 SR 的探索性应用表明,使用两种不同的模型可以更好地解释两种主要类型的磁拓扑,即有剪切和无剪切的磁拓扑。这些新的标度定律是在不依赖任何重整化的情况下推导出来的,这一事实增加了它们的解释价值,并证实了湍流在确定仿星体的约束特性方面的主导作用。另一方面,开发的技术强调需要在得出明确结论和提供可靠的推断之前改进统计基础。但不包含任何重整化系数。此外,通过 GP 对 SR 的探索性应用表明,使用两种不同的模型可以更好地解释两种主要类型的磁拓扑,即有剪切和无剪切的磁拓扑。这些新的标度定律是在不依赖任何重整化的情况下推导出来的,这一事实增加了它们的解释价值,并证实了湍流在确定仿星体的约束特性方面的主导作用。另一方面,开发的技术强调需要在得出明确结论和提供可靠的推断之前改进统计基础。使用两种不同的模型可以更好地解释。这些新的标度定律是在不依赖任何重整化的情况下推导出来的,这一事实增加了它们的解释价值,并证实了湍流在确定仿星体的约束特性方面的主导作用。另一方面,开发的技术强调需要在得出明确结论和提供可靠的推断之前改进统计基础。使用两种不同的模型可以更好地解释。这些新的标度定律是在不依赖任何重整化的情况下推导出来的,这一事实增加了它们的解释价值,并证实了湍流在确定仿星体的约束特性方面的主导作用。另一方面,开发的技术强调需要在得出明确结论和提供可靠的推断之前改进统计基础。

更新日期:2021-08-27
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