美国机械工程专业之能量类申请解析

机械工程出国留学|2015年02月15日 14:41
Energy是ME和物理学的基础领域,Energy的形式包括热能、辐射能、动力学、电气、化学、核能等。
  中国院校开设的机械工程专业同美国院校的机械工程专业是有差异差异的,中国的是小专业,而美国是大专业。中国的机械工程相关专业有机械工程、车辆工程、自动化等等,但美国95%以上的学校,就是一个机械工程(ME)专业,而我们细化要的那些方向变成了专业下的concentration,这个concentration则凭借个人兴趣和爱好去选择。
  美国大学的ME专业领域非常多样化,甚至每个机械工程师可能与他的同事做的事情都有不一样的地方。本篇为大家介绍一下能量类的相关申请信息。

  Energy能量类
  Energy是ME和物理学的基础领域,Energy的形式包括热能、辐射能、动力学、电气、化学、核能等。它主要是侧重于从一种能量转化为另一种更有用的能量,能量的来源既有可再利用的(例如太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量),也有不可再用的(例如石油、天然气、煤和铀)。

  以University of Michigan为例,Energy的研究领域大概包括IC engines and engine systems design内燃机和发动机系统设计;Combustion燃烧;Pollutant formation污染物质的形成;Simulation of vehicle systems车载系统仿真;Computational methods for reacting flows反应流的计算方法;Microscale power generators微型电力发动机;Self-assembled nanostructures for energy applications用自组装纳米结构实现能源利用;Nanostructured energy conversion devices纳米结构能量转换装置;Concentrated solar power system专注太阳能系统;Laser techniques for combustion diagnostics用激光技术进行燃烧诊断;Materials and systems for energy storage能量储存的材料和系统。

  我们上面说了,Energy方面涉及到能源的方方面面。但是这里面就会与其他的专业有很多的交叉,比如说EE也涉及到能源,Chemical Engineering 也涉及到能源,核物理或工程也涉及到能源。那么他们之间有什么差异呢?这是很多申请都关心的问题,其实这点说起来非常简单,ME更加偏向于设备的研究和学习,EE则是能源的存储和传输方面的研究和学习(电能),其它专业下的那些更多的是原理层面的研究和学习。在这里我们要额外再说一下EE下的Energy,在EE里的Energy一般指的是强电。从传统的分法来分,EE分为强电和弱电两个方向。而EE下的Energy 主要的一个是电力的传输和存储。我们知道,电能在传输的过程当中是有损耗的,而这个损耗是由于传输材料本身的电阻产生的。所以现在研究传输很热门的研究都是材料,超导材料(与Material Science 相交叉)。而电力的存储也是变相的材料问题,也是与Material Science交叉的部分。

  整个ME的申请都需要申请者有比较强的物理知识,Energy也不例外,这是申请方面。从就业来说,机械工程师关注的是能量机械学——能量如何产生、储存和运动。很多机械工程师是在industry里就业,从事与电能、天然气和石油相关的职业;还有很多机械工程师在从事太阳能、风能和地热系统的开发,期待着这些能源能为传统的燃料做补充甚至替代燃料。机械工程师还关注能源的利用,包括发明更多燃料消耗低的汽车、发动起和其它装置。另外还有机械工程师在关注热能对系统和机器上的影响。

  如下的一些数据希望对于不确定要选择专攻哪个领域的学生有所帮助。
  Power Plants:美国近一半的电是靠燃烧煤转换而来,仅有大概五分之一来自nuclear fission(核裂变),剩下的多数都是靠天然气和石油发电。可再生资源的拥护者相信太阳能和风能有一天可以替代大部分现有的发电厂,而未来主义者则相信的是氢和核能。不知道我们的申请者相信的是什么?

  Fossil Power:美国大概有四分之三的能源来自于矿物燃料(fossil fuel),剩下的来自核反应堆、水力发电、太阳能和风能。而矿物燃料(产生的二氧化碳、氮和氧化物、氧化硫)给美国的空气污染做出了很大的“贡献”。

  Renewable Energy:人人都知道可再生资源的好处,可是发展却没有人们要求的那么迅猛,因为科学家也好,工程师也罢,他们的研究需要巨额的花费,而这些花费通常需要政府来买单,所以其发展实质上还受着政府对这方面的关注度的影响。目前美国电力只有18%的来源是可再生能源,而且多数是水力发电。另外还有乙醇(Ethanol)和生物柴油(biodiesel)也为美国的18%的车用燃料提供了来源。

  Nuclear Power:核能工厂运营相对成本较低但是要建立起来并且取得营业执照则很昂贵。核能现在占全世界13%的发电来源。

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