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Accès ouvert déclaré 2025 article

Machine learning enhanced predictions of ICRF heating: Overcoming numerical limitations via data curation

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2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In this work, we present the development of robust surrogate models for Ion Cyclotron Range of Frequencies (ICRF) and High-Harmonic Fast Wave (HHFW) heating predictions in fusion plasmas. Building upon our previous efforts to achieve real-time capable models, we identify the cause of the outliers found using TORIC in certain HHFW heating scenarios. The outliers are observed to be spurious ion Bernstein wave (IBW)-like modes caused by a wavelength control algorithm designed to address challenging scenarios with high perpendicular wavenumbers. The effect arises from the modulation in the perpendicular susceptibility, which can induce sign reversal and IBW-like propagation for scenarios featuring normalized ion Larmor radius λi≫1. We use TORIC with this algorithm disabled to generate a novel HHFW-NSTX database that is free of outliers. Surrogate models trained on this database, including Random Forest Regressor (RFR), Multi-Layer Perceptrons, and Gaussian Process Regressors (GPR), demonstrate the ability to accurately predict HHFW heating profiles, with regression scores of R2∈[0.93−0.99]. Additionally we demonstrate that it is possible to generalize predictions beyond training data by the use of both RFR and GPR models, enabling the prediction of scenarios previously limited to the original model. GPR models also provide uncertainty quantification, offering insights into model confidence. This work introduces a comprehensive Verification, Validation, and Uncertainty Quantification methodology for surrogate modeling, applicable not only to ICRF heating but also to other RF heating challenges and fusion physics problems. Beyond accelerated inference, these models show effective extrapolation capabilities, providing an alternative for addressing numerical challenges.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Machine learning enhanced predictions of ICRF heating: Overcoming numerical limitations via data curation
Date Crossref
01/06/2025
Éditeur
AIP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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