Figure - available from: Scientific Reports
This content is subject to copyright. Terms and conditions apply.
![(a) Simulation setup for an infinite MM. It uses an axisymmetric disc with boundary conditions that emulate an infinite structure. (b) The simulations for the experimental comparison. We use an axisymmetric disc with finite diameter equal to the width of our experimental prototype. There is a discontinuity in the boundary conditions from the disc to the surrounding air as is also the case with the experimental prototype. (c) Experimental setup for comparison to the simulation setup. Coil configuration and distance are the same as simulation, however the MM is rectangular. (d) Calculated permeability (real—black, and imaginary—gray) vs. frequency using Eq. (8) and Q=50\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$Q=50$$\end{document}, ωo=2π·2.425MHz\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$\omega _o=2\pi \cdot 2.425MHz$$\end{document} and F=0.35\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$F=0.35$$\end{document}.](publication/370729372/figure/fig6/AS:11431281157924696@1683946518600/a-Simulation-setup-for-an-infinite-MM-It-uses-an-axisymmetric-disc-with-boundary.png)
(a) Simulation setup for an infinite MM. It uses an axisymmetric disc with boundary conditions that emulate an infinite structure. (b) The simulations for the experimental comparison. We use an axisymmetric disc with finite diameter equal to the width of our experimental prototype. There is a discontinuity in the boundary conditions from the disc to the surrounding air as is also the case with the experimental prototype. (c) Experimental setup for comparison to the simulation setup. Coil configuration and distance are the same as simulation, however the MM is rectangular. (d) Calculated permeability (real—black, and imaginary—gray) vs. frequency using Eq. (8) and Q=50\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$Q=50$$\end{document}, ωo=2π·2.425MHz\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$\omega _o=2\pi \cdot 2.425MHz$$\end{document} and F=0.35\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$$F=0.35$$\end{document}.
Source publication
We present an analysis for metamaterial (MM) enhanced wireless power transfer (WPT) that includes new results revealing the impact of magnetostatic surface waves and their degradation of WPT efficiency. Our analysis shows that the commonly used fixed loss model used by previous works leads to the incorrect conclusion regarding the highest efficeinc...
Citations
... Although initially theorized by Veselago in 1968 [4], MMs gained substantial scientific interest and underwent comprehensive investigation only after their experimental validation by Smith in 2000 [5]. Since then, these materials have been extensively explored across a wide spectrum of applications, encompassing sensors [6] - [8], super lenses [9], wireless power transfer [10], [11], and more. ...
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đề xuất một vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đốisóng điện từ có thể điều khiển bằng tác động cơ học bằng cách sử dụng mực nano bạc in lên trên đế polyimide đàn hồi. Ở cấu hình phẳng, cấu trúc đề xuất hoạt động như một vật liệu biến hóa hấp thụ một băng tầnvới một đỉnh hấp thụ tại tần số 3,7 GHz và độ hấp thụ đạt tới 99,9%. Dưới tác động cơ học, cấu trúc được uốn cong và bọc lên trên một bề mặt hình trụ. Ở cấu hình này, đỉnh hấp thụ tại tần số 3,7 GHz vẫn được duy trì tốt trong khi có những đỉnh hấp thụ mới xuất hiện ở vùng tần số cao hơn. Khi bán kính uốn thay đổi từ 400 mm đến 200 mm, cấu trúc đề xuất có tính năng chuyển đổi được giữa chế độ hấp thụ một băng tần và hấp thụ ba băng tần. Ngoài ra, vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ được thiết kế thể hiện đặc tính không nhạy với sự phân cực của sóng tới và ổn định đối với góc tới lên tới 50 độ. Hơn nữa, đối với cả trạng thái phẳng và trạng thái cong, cơ chế hấp thụ được giải thích bằng sự phối hợp trở kháng và phân bố dòng điện bề mặt. Cuối cùng, thiết kế của vật liệu biến hóa hấp thụ tuyệt đối sóng điện từ được thu nhỏ lại để hoạt động ở vùng THz, đồng thời vẫn thể hiện khả năng điều chỉnh hiệu quả giữa chế độ hấp thụ một băng tần và hai băng tần thông qua tác động cơ học.
Optimization of magnetic coupling mechanism is an important way to improve the performance of a dynamic wireless power transfer system. Inspired by the common radial magnetic core for circular coils, a new radial magnetic core for rectangular coils is adopt. Through simulation and experimental results comparison, which has higher coupling coefficient with the same core area. Combined with the magnetic circuit analysis, the magnetic flux leakage and conduction regions are divided into magnetic fluxes with different shapes, which magnetic resistances are calculated respectively. Based on the simulation results, parameter distributions of fluxes under different conditions are obtained. Therefore, the expressions of the coupling coefficient k of the adopt magnetic cores and coils and the design parameters of coils and cores are obtained. Taking the maximum k and the minimum rate of change of coupling coefficient with 100 mm displacement as the optimization objectives, a multi-objective optimization solution is carried out by using NSGA-II algorithm. The coil optimization scheme is obtained and verified by experiments. k and Δk are 0.442 and 6.8% respectively, and the errors are less than 5%. In the optimization process, there is no simulation model constructed. The optimization modeling combined of magnetic field segmentation method and parameter fitting has lower complexity and calculation time of optimization.
