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摩擦納米發電機在工程技術中的應用(精)

  • 作者：王中林//程廷海|責編:李明楠
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030813053
  • 出版日期：2025/03/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：553
人民幣：RMB 298 元      售價：元
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內容大鋼
    《摩擦納米發電機在工程技術中的應用(精)》是一部系統闡述摩擦納米發電機（TENG）這一顛覆性能源技術的著作。作為能源與感測領域的前沿突破，摩擦納米發電機技術為未來科技發展開闢了全新路徑。本書首次從工程應用視角，全方位呈現了該技術的理論體系與實踐成果。全書共12章，內容涵蓋技術原理與工程應用兩大維度。在理論層面，詳細闡述了摩擦納米發電機的工作原理、高熵能源俘獲機制、自驅動感測技術及能量管理策略等核心內容。在應用層面，系統梳理了該技術在多個戰略性領域的最新進展，包括機械工程智能化、綠色交通系統、智能建築監測、智慧電網、海洋資源開發、災害預警與防控、精密測繪技術及生物醫學工程等跨學科應用。
    本書具有重要的學術價值與實踐指導意義，既可作為能源科學、先進材料、電子工程、機械製造、生物工程等領域研究人員的專業參考書，也可作為高等院校相關專業本科生、研究生的核心教材。通過理論與實踐相結合的論述方式，本書為讀者提供了全面了解這一前沿技術的窗口，對推動相關領域的科技創新具有重要參考價值。
作者介紹
王中林//程廷海|責編:李明楠
目錄
前言
第1章  摩擦納米發電機基本原理
  1.1  引言
  1.2  摩擦納米發電機的發明
    1.2.1  摩擦納米發電機的基本模式
    1.2.2  摩擦材料選擇標準與原則
    1.2.3  摩擦納米發電機的主要評價指標
  1.3  摩擦納米發電機的物理原理
    1.3.1  接觸起電物理模型
    1.3.2  動生麥克斯韋方程
  1.4  本章小結
  參考文獻
第2章  基於摩擦納米發電機的高熵能源俘獲策略
  2.1  引言
  2.2  機械調控式摩擦納米發電機
    2.2.1  頻率泵浦式
    2.2.2  衝擊激勵式
    2.2.3  可控輸出式
    2.2.4  恆定輸出式
  2.3  仿生結構式摩擦納米發電機
    2.3.1  風場環境仿生結構
    2.3.2  水環境仿生結構
    2.3.3  風水耦合環境仿生結構
  2.4  直流輸出式摩擦納米發電機
    2.4.1  機械開關式
    2.4.2  空氣擊穿式
    2.4.3  相位耦合式
    2.4.4  摩擦伏特效應
  2.5  本章小結
  參考文獻
第3章  摩擦納米發電機輸出特性與能量存儲管理電路
  3.1  引言
    3.1.1  摩擦納米發電機電學理論基礎
    3.1.2  等效電路模型
    3.1.3  級聯設計法則
  3.2  摩擦納米發電機高性能輸出研究
    3.2.1  倍壓變換電路設計
    3.2.2  串級耦合增流設計
    3.2.3  轉移電荷累積電路設計
  3.3  功率轉換電路設計
    3.3.1  串級匹配電路設計
    3.3.2  整流電路設計
    3.3.3  斬波電路設計
    3.3.4  調理電路設計
  3.4  集成化開發
    3.4.1  無源開關集成電路設計
    3.4.2  有源可控信號集成設計
    3.4.3  多源發電複合電路設計
    3.4.4  分散式發電與感測的集成化
  3.5  本章小結

  參考文獻
第4章  基於摩擦納米發電機的自驅動流體感測器
  4.1  引言
  4.2  流體激勵的摩擦納米發電及自驅動感測理論基礎
    4.2.1  雙電層摩擦納米發電機電荷轉移機理
    4.2.2  摩擦電式非滿管流量感測器的理論分析
    4.2.3  摩擦電式渦輪流量感測器工作原理
    4.2.4  摩擦電式流體感測器工作原理
  4.3  液體狀態監測的摩擦電式感測器研製
    4.3.1  摩擦電式非滿管流量感測器的設計與模擬
    4.3.2  摩擦電式氣動浮子流量感測器設計與模擬
    4.3.3  磁翻板型摩擦電式流量感測器設計與模擬
    4.3.4  摩擦電式汽車空氣流量感測器的設計與模擬
  4.4  基於摩擦納米發電機的自驅動流體感測實驗及其應用
    4.4.1  摩擦電式非滿管流量感測器實驗及其應用
    4.4.2  摩擦電式非滿管流量感測器實驗分析研究
  4.5  摩擦電式汽車空氣流量感測器感測特性研究及其應用
    4.5.1  無軸渦輪安裝角度對感測器電輸出能力的影響
    4.5.2  磁齒輪對感測器性能的影響
    4.5.3  摩擦電式汽車空氣流量感測器感測特性研究
  4.6  摩擦電式氣動浮子流量感測器實驗及應用實例
    4.6.1  三角電極型摩擦電式流量感測器研製與系統搭建
    4.6.2  摩擦電式氣動浮子流量感測器實驗研究
  4.7  本章小結
  參考文獻
第5章  摩擦納米發電機在機械工程領域的應用
  5.1  引言
  5.2  自驅動運動感測器
    5.2.1  自驅動位置感測器
    5.2.2  自驅動旋轉感測器
    5.2.3  多自由度運動感測
  5.3  自驅動智能機電系統
    5.3.1  自供電振動監測系統
    5.3.2  智能軸承與機電系統
  5.4  智能流體監測系統
    5.4.1  氣缸位置自驅動監測
    5.4.2  管路流體自驅動監測
  5.5  軟體機器人用柔性感測
    5.5.1  軟體機械爪智能分類功能
    5.5.2  爬行軟體機器人本體結構監測
  5.6  本章小結
  參考文獻
第6章  摩擦納米發電機在交通運輸領域的應用
  6.1  引言
  6.2  智能駕駛監測
    6.2.1  駕駛操作監測
    6.2.2  駕駛行為監測
  6.3  交通環境監測
    6.3.1  交通運行狀態監測
    6.3.2  交通基礎設施狀態監測

  6.4  路面健康狀態監測
    6.4.1  結構設計及工作原理
    6.4.2  建模和分析
    6.4.3  S-TES 的性能測試
    6.4.4  應用演示
  6.5  本章小結
  參考文獻
第7章  摩擦納米發電機在建築設施健康監測領域的應用
  7.1  引言
  7.2  橋樑結構健康監測
    7.2.1  自供電振動監測
    7.2.2  梁墩沉降監測
    7.2.3  梁身形變監測
  7.3  高層建築安全監測
    7.3.1  自供電傾角監測
    7.3.2  混凝土損傷監測
    7.3.3  自供電火災監控
  7.4  礦井井下安全監測
    7.4.1  自供電振動監測
    7.4.2  自供電轉速監測
  7.5  本章小結
  參考文獻
第8章  摩擦納米發電機在智慧電力系統領域的應用
  8.1  引言
  8.2  智慧輸電系統監測
    8.2.1  桿塔氣象監測
    8.2.2  輸電線振動監測
  8.3  振動能俘獲自驅動系統
    8.3.1  微風振動能量收集
    8.3.2  次檔距振蕩能量收集
    8.3.3  水平舞動能量收集
  8.4  風能俘獲自驅動系統
    8.4.1  寬風速範圍
    8.4.2  低風速啟動
    8.4.3  風速自適應
  8.5  本章小結
  參考文獻
第9章  摩擦納米發電機在海洋科學與工程領域的應用
  9.1  引言
  9.2  自供電海洋物聯網
    9.2.1  海洋導航與預警
    9.2.2  海洋水下感測系統
    9.2.3  海洋裝備供能與監測
  9.3  海洋波譜感測
    9.3.1  波浪單一參數感測
    9.3.2  波浪多參數感測
  9.4  海洋生態環境感測與供能
    9.4.1  水質監測系統供能
    9.4.2  海洋牧場應用
    9.4.3  海洋電化學降解

  9.5  分散式海洋能源網路
    9.5.1  海洋波浪能俘獲網路構建
    9.5.2  海洋多源能量收集網路構建
  9.6  本章小結
  參考文獻
第10章  摩擦納米發電機在防災減災領域的應用
  10.1  引言
  10.2  滑坡自驅動監測
  10.3  自驅動雨量計
    10.3.1  雨量計概述
    10.3.2  雨量計分類及其工作原理
    10.3.3  基於摩擦納米發電機的自驅動雨量計
    10.3.4  基於摩擦納米發電機的翻斗式雨量計
    10.3.5  基於摩擦納米發電機的虹吸式雨量計
    10.3.6  基於磁翻板式摩擦納米發電機的自驅動雨量計
    10.3.7  基於液滴摩擦納米發電機的毛細通道結構雨量計
  10.4  本章小結
  參考文獻
第11章  摩擦納米發電機在勘察測繪領域的應用
  11.1  引言
  11.2  智能鑽桿轉速監測
  11.3  地質探測過程中無人機的結構健康監測
    11.3.1  無人機加速度感測器
    11.3.2  無人機風速感測器
  11.4  本章小結
  參考文獻
第12章  摩擦納米發電機在生物工程中的應用
  12.1  引言
  12.2  智慧紡織
    12.2.1  分層式紡織摩擦納米發電機
    12.2.2  編織/針織式紡織摩擦納米發電機
    12.2.3  芯紡/塗層紡織摩擦納米發電機
  12.3  可穿戴感測器和電子設備
    12.3.1  人體生物機械能收集與轉換
    12.3.2  人機交互健康監測
    12.3.3  人機交互感官通信
  12.4  微流控液相介質及流體動力學監測
    12.4.1  生物化學感測
    12.4.2  流體狀態和人體運動監測
    12.4.3  微量液體能量俘獲
  12.5  本章小結
  參考文獻

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