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해결하는 문제

TORAX는 미분 가능한 토카막 코어 이송 시뮬레이터입니다. 복잡한 자코비안을 수동으로 도출할 필요 없이, 전방 모델링, 펄스 설계, 궤적 최적화, 제어기 설계를 빠르고 정확하게 수행할 수 있는 방법을 제공합니다.

작동 방식

Python과 JAX로 구축된 이 시뮬레이터는 자동 미분과 코드 컴파일을 활용하여 높은 성능을 달성합니다. 유한체적법을 사용한 이산화를 통해 이온 및 전자 열 이송, 전자 입자 이송, 전류 확산에 대한 연립 편미분 방정식(PDE)을 해결합니다. 기계학습(ML) 대체 모델(예: 난류 이송을 위한 QLKNN 신경망 대체 모델)을 통합할 수 있으며, 선형 및 비선형 방법(뉴턴-라프슨 등)을 포함한 다양한 해법 옵션을 지원합니다.

대상 사용자

핵융합 및 토카막 플라즈마 물리학 연구 및 엔지니어링에 종사하는 연구자와 엔지니어를 위한 것입니다. 이송 과정을 시뮬레이션하고 반응로 궤적을 최적화해야 하는 사람들에게 적합합니다.

주요 특징

• 미분 가능한 시뮬레이션: JAX를 사용한 자동 미분으로 기울기 기반 최적화와 민감도 분석이 가능합니다.
• ML 통합: 물리 모델의 ML 대체 모델과 자연스럽게 결합되어 고비용의 전통적 계산을 대체합니다.
• 유연한 물리 모델: 연립 PDE, 비선형 부트스트랩 전류, 다양한 가열 및 전류 구동 소스를 지원합니다.
• 기하학적 지원: CHEASE, FBT, EQDSK 평형 파일을 통해 일반적인 기하학을 처리하며, 시간에 따라 변화하는 기하학도 지원합니다.