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何を解決するか

TORAX は、微分可能なトカマクコア輸送シミュレータです。複雑なヤコビアンを手動で導出する必要なく、前向きモデリング、パルス設計、軌道最適化、コントローラ設計を高速かつ正確に行うための手段を提供します。

動作方法

Python と JAX を使って構築されたこのシミュレータは、自動微分とコードコンパイルを活用して高いパフォーマンスを実現しています。有限体積法による離散化により、イオンおよび電子の熱輸送、電子粒子輸送、電流拡散に関する連立偏微分方程式（PDE）を解きます。機械学習（ML）の代替モデル（たとえば、乱流輸送のための QLKNN ニューラルネットワーク代替モデル）を統合でき、線形および非線形ソルバー（ニュートン・ラフソン法など）をサポートしています。

対象ユーザー

核融合およびトカマクプラズマ物理学の研究者やエンジニア向けに設計されており、輸送プロセスのシミュレーションや反応炉の軌道最適化が必要な人々に適しています。

特徴

• 微分可能なシミュレーション：JAX を使って自動微分を実現し、勾配ベースの最適化と感度解析を可能にします。
• ML の統合：物理モデルの ML 代替モデルと自然に連携し、高コストな従来の計算を置き換えます。
• 柔軟な物理学モデル：連立 PDE、ネオクラシカルなブートストラップ電流、さまざまな加熱および電流駆動源をサポートします。
• 幾何学的対応：CHEASE、FBT、EQDSK などの平衡ファイルを用いて一般の幾何学を扱い、時間依存の幾何学も対応可能です。