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摩擦納米發電機在海洋科學與工程中的應用(精)

  • 作者:王中林//徐敏義|責編:李明楠//高微
  • 出版社:科學
  • ISBN:9787030848031
  • 出版日期:2026/03/01
  • 裝幀:精裝
  • 頁數:396
人民幣:RMB 238 元      售價:
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內容大鋼
    摩擦納米發電機作為一種新興的環境能量轉換與感測技術,因結構靈活、可低頻起效、兼具發電與感測能力等優勢,近年來迅速發展為多源能量採集、低功耗感知、海洋污染處理等交叉前沿的重要技術支撐手段。本書全面總結了摩擦納米發電機在海洋工程領域的基礎理論、關鍵器件設計、能量集成機制及工程應用路徑,覆蓋波浪能、海流能、振動能等典型可再生能源的摩擦電採集與轉換,系統闡述了其在水下流場感知、船舶姿態監測、液位探測、水下通信及海洋污染控制等實際場景中的多模態功能拓展,構建了從原理建模到系統集成的理論技術框架,具有鮮明的交叉性、前瞻性和系統性。本書為構建新一代海洋分散式自供能網路、智能感測系統和綠色防護方案提供了系統指導,具有顯著的經濟效益和社會效益潛力。
    本書適合高校和科研院所能源領域相關專業研究人員、教師、研究生等學習參考,也可作為研究生教材;對於高新技術企業研發人員、專業技術人員和管理人員也是很好的參考用書。

作者介紹
王中林//徐敏義|責編:李明楠//高微

目錄
前言
第1章  概論
  1.1  引言
  1.2  摩擦納米發電機的發展概況
    1.2.1  技術起源
    1.2.2  技術發展階段與關鍵突破
    1.2.3  代表性進展匯總
  1.3  TENG在海洋工程中的應用價值和潛力
  1.4  全書架構與內容簡介
  參考文獻
第2章  摩擦納米發電機的基礎理論
  2.1  引言
  2.2  理論基礎
    2.2.1  CE發生的原子間距條件
    2.2.2  CE電荷轉移受體與驅動力
    2.2.3  液-固界面CE效應與雙電層的形成
  2.3  TENG理論建模與數理分析
    2.3.1  接觸分離式
    2.3.2  水平滑動式
    2.3.3  單電極模式
    2.3.4  獨立層模式
    2.3.5  滾動模式
    2.3.6  納米發電機的基礎理論與麥克斯韋方程組的拓展
  2.4  TENG的性能評價與優化
    2.4.1  評價方法和衡量指標
    2.4.2  介電材料摩擦電序列的量化
    2.4.3  材料選擇與優化
    2.4.4  結構設計
    2.4.5  電路管理
  參考文獻
第3章  基於摩擦納米發電機的波浪能收集
  3.1  引言
  3.2  波浪能摩擦納米發電機的主要構型
    3.2.1  多層結構
    3.2.2  通道結構
    3.2.3  轉動結構
    3.2.4  彈性結構
  參考文獻
第4章  基於摩擦納米發電機的海流能收集
  4.1  引言
  4.2  海流能摩擦納米發電機的分類
    4.2.1  剛性結構摩擦納米發電機
    4.2.2  柔性結構摩擦納米發電機
    4.2.3  仿生結構摩擦納米發電機
  4.3  海流能摩擦納米發電驅動的自供電水下觀測系統
  參考文獻
第5章  複合式發電機及複合能源收集
  5.1  引言
  5.2  摩擦-電磁複合型波浪能收集
    5.2.1  鐘擺結構

    5.2.2  滾動結構
    5.2.3  旋轉結構
    5.2.4  磁懸浮阻尼結構
  5.3  摩擦-電磁複合型海流能收集
  5.4  波浪能-風能複合能量收集
  5.5  波浪能-太陽能複合能量收集
  5.6  其他複合能量收集
  參考文獻
第6章  基於摩擦納米發電網路的大規模藍色能源收集
  6.1  引言
  6.2  波浪能摩擦納米發電機組網
    6.2.1  平面發電網路
    6.2.2  立體發電網路
    6.2.3  TENG網路的輸出能量管理
  6.3  海流能摩擦納米發電機組網
  6.4  未來展望
  參考文獻
第7章  基於摩擦納米發電機的振動能收集
  7.1  引言
  7.2  船舶機械振動能收集
    7.2.1  介電球型振動能量收集裝置
    7.2.2  彈簧輔助結構振動能量收集裝置
    7.2.3  附加質量膜結構振動能量收集裝置
    7.2.4  柔性介電層振動能量收集裝置
    7.2.5  環形鑽桿振動能量收集裝置
  7.3  船舶機械雜訊能收集
    7.3.1  亥姆霍茲諧振結構雜訊能收集裝置
    7.3.2  多管亥姆霍茲諧振結構雜訊能收集裝置
    7.3.3  四分之一波長諧振器輔助的雜訊能收集裝置
  7.4  結論與展望
  參考文獻
第8章  基於摩擦納米發電機的海洋環境感知
  8.1  引言
  8.2  波浪自驅動感知
  8.3  流動自驅動感知
    8.3.1  海流流速感知
    8.3.2  流場中微擾感知
  8.4  風速自驅動感知
    8.4.1  旋轉風杯式風速感知
    8.4.2  顫振薄膜式TENG風速感知
  8.5  海洋生化參數感知
  參考文獻
第9章  基於摩擦納米發電機的船舶環境感知
  9.1  引言
  9.2  船舶機械振動感知
    9.2.1  諧振式船舶振動感測器
    9.2.2  非諧振式船舶振動感測器
  9.3  船舶姿態感知
    9.3.1  基於TENG的船舶姿態感測器
    9.3.2  TENG輔助式船舶姿態感測器

  9.4  船舶液位感知
    9.4.1  基於固-液摩擦納米發電機的液位感測
    9.4.2  基於固-固摩擦納米發電機的液位感測
    9.4.3  基於液-液摩擦納米發電機的液位感測
    9.4.4  基於摩擦納米發電機的雙模態液位感測
  參考文獻
第10章  基於摩擦納米發電機的水下觸覺感知
  10.1  引言
  10.2  仿海豹鬍鬚觸覺感測器
    10.2.1  海豹鬍鬚觸覺感知機制
    10.2.2  基於海豹鬍鬚觸覺感知機制的摩擦電仿生感測器設計
    10.2.3  仿海豹鬍鬚感測器在水下流場感知中的應用
  10.3  人工側線感測器
    10.3.1  魚類側線感知機制
    10.3.2  基於摩擦納米發電機的人工側線感測器
    10.3.3  基於人工側的水下環境感知
  10.4  仿觸手型觸覺感測器
    10.4.1  仿觸手型觸覺感知機制
    10.4.2  基於摩擦納米發電機的仿觸手型觸覺感測器
    10.4.3  仿觸手型觸覺感測器在實際作業中的應用
  10.5  總結
  參考文獻
第11章  基於摩擦納米發電機的水下無線通信
  11.1  引言
  11.2  基於摩擦納米發電機的水下聲學通信
    11.2.1  水下聲學換能器
    11.2.2  低頻聲學信號接收器
    11.2.3  高頻聲學信號接收器
  11.3  基於摩擦納米發電機的水下光學通信
    11.3.1  水下光-機-電耦合系統
    11.3.2  光信號調製器
    11.3.3  光信號人機互動系統
  11.4  基於摩擦納米發電機的水下電場通信
    11.4.1  麥克斯韋位移電流通信
    11.4.2  基於空間體積效應的水下電場通信性能提升
    11.4.3  電場通信的人機交互應用
  11.5  摩擦納米發電機用於水下無線通信的挑戰與展望
  11.6  總結
  參考文獻
第12章  基於摩擦納米發電機的海洋污染治理與材料防護
  12.1  引言
  12.2  TENG在油液處理中的應用
  12.3  基於TENG的海洋水體殺菌與微生物滅活
  12.4  基於TENG的海洋金屬防護技術
    12.4.1  TENG驅動的自供電陰極保護技術
    12.4.2  材料與結構優化增強TENG的金屬防腐性能
    12.4.3  環境能量驅動TENG的海洋防腐應用
  12.5  總結
  參考文獻

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