傳輸原理論文—磁耦合無線能量傳輸中耦合模理

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1、《傳輸原理》課程論文最終成績自評(píng)成績論文題目磁耦合無線能量傳輸中耦合模理論和電路理論的對(duì)比分析電路理論的對(duì)比分析電路理論的對(duì)比分析學(xué)院材料科學(xué)與工程年級(jí)級(jí)專業(yè)金屬材料工程學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師老師XXX大學(xué)磁耦合無線能量傳輸中耦合模理論和電路理論的對(duì)比分析XXX（XXX大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，15089740315）摘要：磁耦合無線能量傳輸是一種新型無線能量傳輸方式，也稱為磁共振耦合無線能量傳輸，業(yè)內(nèi)對(duì)其能量傳輸原理迄今仍有分歧。目前國內(nèi)外研究者對(duì)磁耦合無線能量傳輸進(jìn)行原理分析的方法可歸為三種：耦合模理論，散射矩陣分析理論和

2、電路理論。本文分別從耦合模理論和電路理論這兩個(gè)角度出發(fā)，建立系統(tǒng)模型，進(jìn)行仿真和比較，并對(duì)其綜合聯(lián)系和分析。經(jīng)過分析得出，電路理論是耦合模理論在電學(xué)上的進(jìn)一步闡釋，可以用電路理論對(duì)磁耦合無線能量傳輸原理進(jìn)行解釋。關(guān)鍵詞：能量傳輸磁耦合耦合模理論電路理論ComparativeanalysisofcoupledmodetheoryandcircuittheoryinmagneticcoupledwirelessenergytransmissionQiePeide(Collegeofmaterialsscienceandengi

3、neering,JiamusiUniversity,15089740315)Abstract:AbstractMagneticallycoupledwirelesspowertransferisanewtypeofwirelessenergytransmissionmode,itisalsocalledwirelesspowertransferviastronglycoupledmagneticresonances.Afteryearsofdevelopment,domesticandforeignscholarsstud

4、yingonthisareahavegottheirownachievements,buthavenotreachedanagreementfortheprincipleofmagneticallycoupledresonanceyet.Therearethreemainlyusedmethodsofmodelingatpresent,namelythecoupled-modetheory,thescatteringmatricesmethodandelectriccircuittheory.Inthisarticlewe

5、establishsystemmodelseparatelyfromthecoupledmodetheoryandelectriccircuittheory,thenmoveontothesimulationandcomparison.Bycomparativeanalysisonthemodels,weconcludethattheelectriccircuittheoryisafurtherinterpretationonthecoupledmodetheoryinelectricity.Thecircuittheor

6、ycanbeusedtoexplaintheprincipleofmagneticallycoupledresonanceswirelesspowertransfer.Keywords:Wirelessenergytransfer,coupledmagneticresonance,coupledmodetheory,circuittheory0引言2006年末，MIT的MaritSoljacic教授提出一種新型的無線能量傳輸方式——磁耦合無線能量傳輸[1]，并用一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)其可行性[2-4]。磁共振耦合無線能量傳輸技術(shù)擺

7、脫了導(dǎo)線的束縛，相比于磁感應(yīng)方式的傳輸距離更大，能夠?qū)崿F(xiàn)中等距離無線能量傳輸。目前就其原理解釋和建模分析方面主要有三種方式：第一，耦合模理論[5-9]，是常用于微波射頻領(lǐng)域的研究方法，比較抽象，不易于理解；第二，散射矩陣?yán)碚揫10,11]，常用于天線研究領(lǐng)域，不易于實(shí)驗(yàn)測(cè)量研究；第三，電路理論[12-17]，是常用的電氣研究方法，易于理解，但其模型精確度不高。本文分別用耦合模理論和電路理論建立系統(tǒng)模型，并對(duì)其進(jìn)行仿真和比較，可以得出：在磁共振耦合無線能量傳輸?shù)姆治鲋?，電路理論是耦合模理論在電學(xué)上的進(jìn)一步闡釋，是其在電路中的

8、具體體現(xiàn)。1自諧振線圈的耦合模理論和電路理論對(duì)比分析本文將非牛頓流體分為粘彈性流體和純粘性流體兩種。粘彈性流體和純粘性流體的主要區(qū)別是外力消除后會(huì)產(chǎn)生部分的應(yīng)變回復(fù)。由于純粘性流體的本構(gòu)方程只是在Navier-Poisson本構(gòu)關(guān)系中將粘性系數(shù)變?yōu)闀r(shí)間的函數(shù),所以本文主要討論粘彈性流體的本構(gòu)方程和性質(zhì)。