PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ĐỘ TỰ CẢM CỦA Ô CƠ SỞ VẬT LIỆU BIẾN HOÁ TỪ TÍNH CÓ CẤU TRÚC XOẮN ỐC VUÔNG KHI BỊ UỐN CONG

Lê Thị Hồng Hiệp; Phạm Thanh Sơn; Trần Văn Huỳnh; Bùi Xuân Khuyến; Bùi Sơn Tùng; Vũ Đình Lãm

doi:10.34238/tnu-jst.13783

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN ĐỘ TỰ CẢM CỦA Ô CƠ SỞ VẬT LIỆU BIẾN HOÁ TỪ TÍNH CÓ CẤU TRÚC XOẮN ỐC VUÔNG KHI BỊ UỐN CONG

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 19/10/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 05/02/26

Các tác giả

1. Lê Thị Hồng Hiệp, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
2. Phạm Thanh Sơn , Trường Điện - Điện tử - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
3. Trần Văn Huỳnh, Trường Đại học Phòng cháy chữa cháy
4. Bùi Xuân Khuyến, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Bùi Sơn Tùng, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Vũ Đình Lãm, Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt

Vật liệu biến hoá nói chung và vật liệu biến hoá từ tính (magnetic metamaterial nói riêng ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, trong một số thiết bị thế hệ mới yêu cầu vật liệu biến hoá từ tính phải kết hợp được cả tính chất điện từ độc đáo và tính chất cơ học linh hoạt. Nhằm từng bước giải quyết bài toán tối ưu cấu trúc vật liệu biến hoá từ tính cho các ứng dụng yêu cầu tính linh hoạt, sử dụng phương pháp tính toán lý thuyết chúng tôi đã xây dựng thành công chương trình tính toán khảo sát độ tự cảm của vật liệu vật liệu biến hoá từ tính cấu trúc xoắn ốc vuông ở cả trạng thái phẳng và khi uốn cong. Nghiên cứu này kết hợp cả tính toán lý thuyết và mô phỏng bằng phần mềm CST Studio Suite để nghiên cứu độ tự cảm của vật liệu biến hóa từ tính xoắn ốc vuông khi uốn. Kết quả cho thấy độ tự cảm vẫn duy trì trên 96% giá trị độ tự cảm ở trạng thái phẳng khi uốn từ 0°–180°. Các kết quả thu được là tiền đề quan trọng cho các nghiên cứu tối ưu cấu trúc vật liệu biến hoá từ tính ứng dụng trong các hệ thống truyền năng lượng không dây yêu cầu cấu trúc vật liệu linh hoạt.

Từ khóa

Vật liệu biến hóa; Vật liệu biến hoá từ tính; Xoắn ốc vuông; Độ tự cảm; Uốn cong

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] Y. Feng, M. Liang, X. Zhao, and R. You, “Fabrication and modulation of flexible electromagnetic metamaterials,” Microsyst Nanoeng, vol. 11, no. 14, 2025, doi: 10.1038/s41378-024-00806-1.

[2] Z. Li, J. Lee, J. Lim, and B. Lee, “Efficient Distributed Wireless Power Transfer System for Multiple Wearable Sensors through Textile Coil Array,” Sensors, no. 23, 2023, Art. no. 2810.

[3] S. T. Bui, N. V. Ngo, X. K. Bui, H. A. Nguyen, K. V. Nguyen, P. V. Nguyen, T. V. A. Vu, and D. L. Vu, “A bilayer metamaterial structure utilizing graphene ink for wide-band absorption in the GHz region,” Physica Scripta, no. 100, 2025, Art. no. 085507.

[4] T. H. Duong, T. H. H.Vu, S. T. Bui, T. H. Nguyen, N. D. Dinh, X. K. Bui, L. Y. Chen, Y. P. Lee, and D. L. Vu, “Ultrathin hybrid absorber based on high-order metamaterial,” Journal of Optics, no. 23, 2021, Art. no. 095101.

[5] A. Hajiaghajani , A. H. A. Zargari, M. Dautta , A. Jimenez, F. Kurdahi, and P. Tseng, “Textile-integrated metamaterials for near-field multibody area networks,” Nature Electronics, vol. 4, pp. 808–817, 2021.

[6] J. Barreto, G. Perez, A.S. Kaddour, and S. V. Georgakopoulos, “A Study of Wearable Wireless Power Transfer Systems on the Human Body,” IEEE Open Journal of Antennas and Propagation, vol. 2, pp. 86-94, 2021.

[7] T. H. H. Le, H. N. Bui, S. T. Bui, D. L. Vu, X. K. Bui, and T. S. Pham, “Enhanced efficiency of magnetic resonant wireless power transfer system using rollable and foldable metasurface based on polyimide substrate,” Applied Physics A, no. 130, 2024, Art. no. 521.

[8] C. Rong, C. Lu, Y. Zeng, X. Tao, X. Liu, R. Liu, X. He, and M. Liu, “A critical review of metamaterial in wireless power transfer system,” IET Power Electronics, vol. 14, no. 9, pp. 1541–1559, 2021.

[9] T. S. Pham, X. K. Bui, S. T. Bui, T. H. H. Le, and D. L. Vu, “A critical review on wireless power transfer systems using Metamaterials,” Vietnam Journal of Science and Technology, vol. 60, no. 4, pp. 587-613, 2022.

[10] D. W. Seo, J. H. Lee, and H. S. Lee, “Study on Two-Coil and Four-Coil Wireless Power Transfer Systems Using Z-Parameter Approach,” ETRI Journal, vol. 38, no. 3, pp. 568-578, 2016.

[11] N. L. Nguyen, T. H. H. Le, K. V. Nguyen, H. N. Bui, H. A. Nguyen et al., “Patterned ground shielding for wireless power transfer system based on 1D metamaterial array in conductive media,” Physica Scripta, no. 100, 2025, Art. no. 065550.

[12] S. S. Mohan, M. del Mar Hershenson, S. P. Boyd, and T. H. Lee, “Simple Accurate Expressions for Planar Spiral Inductances,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 34, no. 10, pp. 1419-1424, 1999.

[13] C. Pacurar, V. Topa, A. Racasan, and C. Munteanu, “Inductance Calculation and Layout Optimization for Planar Spiral Inductors,” in Proc. 13^th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), Brasov, Romania, 2012, pp. 225-232.

[14] H. Wang, M. Totaro, S. Veerapandian, M. Ilyas, M. Kong, U. Jeong, and L. Beccai, “Folding and Bending Planar Coils for Highly Precise Soft Angle Sensing,” Advanced Materials Technologies, vol. 5, no. 11, 2020, Art. no. 2000659.

[15] J. Zhu, Y. Jia, M. Li, Z. Zhou, Y. Chen, Q. Liu, and X. Yang, “A paper-based self-inductive folding displacement sensor for human respiration and motion signals measurement,” Npj Flex Electron, vol. 6, no. 67, pp. 1-11, 2022.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13783

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ