Development of Predictive Control Method for Fusion Plasma by Data Assimilation

• Project/Area Number: 24K00609
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14020:Nuclear fusion-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 村上 定義 京都大学, 工学研究科, 教授 (40249967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森下 侑哉 京都大学, 工学研究科, 助教 (70981869) ; 本多 充 京都大学, 工学研究科, 教授 (90455296) ; 成田 絵美 京都大学, 工学研究科, 講師 (50757804) ; 横山 雅之 核融合科学研究所, 研究部, 教授 (60290920) ; 釼持 尚輝 核融合科学研究所, 研究部, 助教 (80781319) ; 上野 玄太 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等), データサイエンス共同利用基盤施設, 教授 (40370093)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2027: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2026: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2024: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
• Keywords: 核融合プラズマ / データ同化 / 予測制御 / 統合シミュレーション

Outline of Research at the Start

本研究では、これまで開発を進めてきた核融合プラズマにおけるデータ同化シミュレーションコードASTIに観測情報によるシステムモデルの更新と目標状態を実現する制御入力の推定とを統合した新たなデータ同化フレームワークを導入する。次に、磁場配位が比較的安定しており、プラズマ制御が比較的容易であるヘリカル型実験装置（LHD、Wendelstein7-X、Helotron-J、HSX）を用いたデータ同化による予測制御の実証実験を行う。最後に、ヘリカル型実験装置での実証実験により得られた知見を基に、大型トカマク制御への研究を進める。