美國大學機械工程專業(yè)介紹
這篇文章從整體角度介紹了機械專業(yè)研究生申請時方向以及申請所需背景和申請難度，想要申請機械專業(yè)的同學們可以好好讀下這篇文章。
機械專業(yè)(Mechanical Engineering ME)涉及到的方向比較多，并且國內(nèi)的專業(yè)設(shè)置同美國高校是有些差異的。所以我們需要根據(jù)自己的背景經(jīng)歷確定到底選擇什么方向?？傮w來說，申請ME要有很好的工程背景，即非常優(yōu)秀的數(shù)學和物理學的成績，良好的實際動手能力，即實驗儀器的操作，常用計算機軟件的熟練使用。但根據(jù)不同側(cè)重點，ME專業(yè)可以細分為以下幾大類：
(1)能量大類，主要涉及的學科有：能量、摩擦、燃燒、流體這幾大類。
◆ 能量的主要研究方向：能量及流體，主要包括風能、水能的能量轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其設(shè)備的設(shè)計制造，能量系統(tǒng)及熱力學，能量應(yīng)用(加熱/通風/空調(diào)及制冷用能)，能量及環(huán)境，環(huán)境能量技術(shù)評估，熱物理學，太陽能，清潔能源，清潔能源技術(shù)。
申請所需相關(guān)背景：申請此方向需要有很強的物理學基礎(chǔ);當偏流體學相關(guān)時，那么申請者相應(yīng)的流體力學、空氣動力學，熱力學等相關(guān)背景;如果有能量系統(tǒng)整體研究則要有很好的數(shù)學建模能力;在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)備制造這一領(lǐng)域，則要有很好的Design and Manufacturing相關(guān)背景。
申請難度：由于目前來說，能源問題很受各國的重視，能量的主要研究集中在新能源的開發(fā)，各種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的設(shè)計和制造上。資金主要來自于聯(lián)邦政府的撥款，由于此領(lǐng)域的戰(zhàn)略意義和研究的難度，有研究實力的都是綜合排名比較靠前的學校，所以申請難度比較大，但是一旦通過錄取，獲得offer的機會是非常大的。
◆ 摩擦的主要研究方向：摩擦時能量的轉(zhuǎn)換，同熱物理學結(jié)合非常緊密，并同新型材料的研究開發(fā)結(jié)合，對某些材料的相關(guān)摩擦性能進行研究。
申請所需相關(guān)背景：物理學的研究內(nèi)容之一，所以申請此專業(yè)一定要有好的物理背景。除此之外根據(jù)不同的方向應(yīng)有熱力學或材料學相關(guān)背景。
申請難度：總體來說，申請此方向的多為物理理論研究者，申請競爭人群的數(shù)量不大，所以在ME專業(yè)中屬于較好申請的一類。
◆ 燃燒的主要研究方向：燃燒，燃燒及推進，燃燒及能量，能量轉(zhuǎn)換，燃燒及熱傳遞，電氣推進，渦輪及推進，汽車工程中內(nèi)燃機的燃燒研究等。
申請所需相關(guān)背景：與摩擦一樣，物理背景必不可少，熱力學非常重要。當然如果是偏向設(shè)備的話，那么就需要機械的設(shè)計制造與控制背景了。
申請難度：燃燒同能量的結(jié)合極為緊密，但與實際工程的運用結(jié)合得更緊，所以申請者更多些，競爭要比能量和摩擦的激烈。
◆ 流體的主要研究方向：主要針對兩大主要方向：航空航天領(lǐng)域和能量領(lǐng)域。前者有空氣動力學，推進，空間探索系統(tǒng)，后者有水電、風電為主的流體能量轉(zhuǎn)換。另外還有環(huán)境及生物流體力學，流體動力學，流體物理學，熱力學專業(yè)。
申請所需相關(guān)背景：如果從事理論研究，則對物理、數(shù)學建模和流體力學要求非常高，如果是偏相關(guān)設(shè)備的研究則要很好的機械背景。
申請難度：美國AME非常需要這方面的理論研究人才，所有多是原來從事物理、流體力學的研究者向此方向申請，一般純機械的申請者在這幾個領(lǐng)域申請是沒有優(yōu)勢的?？傮w來說如果具有理論基礎(chǔ)則在申請中有很強的競爭力。
建議具有物理、流體力學、熱力學、空氣動力學等理論研究背景的申請者選擇以上幾個方向。
(2)材料大類，主要涉及機械領(lǐng)域內(nèi)的納米微米材料，聚合工程，生物機械。
◆ 納米微米機械材料的主要研究方向：納米技術(shù)的不斷發(fā)展給機械領(lǐng)域提供了一種全新的材料選擇的可能。目前和機械交叉的研究領(lǐng)域主要集中在：高級材料學，材料及固體力學，材料及機械系統(tǒng)，材料加工，材料機械特性，材料力學，材料力學及制造。
申請所需相關(guān)背景：需要有很強的材料學背景，同時要求有固體力學，材料力學，工程力學背景。
申請難度：由于很多學材料的學生會轉(zhuǎn)向這些和他們非常相關(guān)的學科進行申請，所有單純具有機械背景的申請者能成功地機會非常小。而且納米作為新興的技術(shù)，受到各國重視，美國本土學生也會大量申請。所以此專業(yè)的申請難度非常大，沒有很牛的背景請不要輕易嘗試。壇
◆ 聚合工程的主要研究方向：主要通過分子聚合技術(shù)為機械領(lǐng)域提供新型材料。
申請所需相關(guān)背景：需要有很好的高分子材料相關(guān)背景，同時對材料力學的要求也比較高。
申請難度：一般來說，高分子的學生多還是會選擇化學系下進行研究。轉(zhuǎn)向ME學院的畢竟還是少數(shù)，所有說如果你有很好的高分子背景，再有一定的機械基礎(chǔ)則成功地機率會非常大?？傮w來說這個方向只要背景不錯還是很好申請的。
◆ 生物機械的主要研究方向：生物機械，生物力學，生物機械工程，生物材料與設(shè)備，材料力學，生物傳感器，納米技術(shù)，活細胞封裝，工程生物力學，生物醫(yī)學機械工程，神經(jīng)工程學，整形外科工程，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，運動生物力學，人造心臟。
申請所需相關(guān)背景：這是典型的新興學科同傳統(tǒng)基礎(chǔ)學科結(jié)合的表現(xiàn)?？傮w來說，此方向需要生物學，機械工程和醫(yī)學知識三個領(lǐng)域的知識背景。單純的生物或醫(yī)學背景是很難適應(yīng)此學科的要求的，需要在具備機械背景的同時擁有生物，或者醫(yī)學知識，尤其是生物學知識。這里所說的機械背景主要指機械中基本的制造，力學，材料背景。但要求不會像前面幾個學科中對純力學或材料背景那么高的要求。另外對于神經(jīng)工程學，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，人造心臟這些方向，處了需要醫(yī)學、生物學、工程學知識外，還要有很好的EE背景(信號模擬，信號傳輸?shù)?。
申請難度：此學科屬于新興學科，所有美國學生申請的比較多，而且由于是交叉學科，三個領(lǐng)域的研究者只要在相關(guān)的另外兩個領(lǐng)域有一定背景，就能夠申請，因此申請的競爭非常激烈。對于國內(nèi)純機械工程學院畢業(yè)的學生來說最好不要嘗試這個方向，成功機會渺茫。
(3)制造，主要包括設(shè)計和制造兩大方面。
◆ 設(shè)計的主要研究方向：機械設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計方法學，計算機輔助設(shè)計，工程設(shè)計。
申請所需相關(guān)背景：設(shè)計在國內(nèi)主要以工業(yè)設(shè)計學院的形式設(shè)置。ME中的Design，適合的申請者一般具有機械理論基礎(chǔ)(分具體機構(gòu)和整體制造流程理論兩大方面)，同時又有設(shè)計基礎(chǔ)——包括一定的藝術(shù)功底(素描)，電腦繪圖軟件(Photoshop，ProE等)的運用。
申請難度：對于國內(nèi)的ME的學生來說如果單獨申請設(shè)計，主要缺陷在于設(shè)計理念、理論的落后，對整體工藝的把握上同工業(yè)發(fā)達國家的申請者相比差距比較大。而工設(shè)的學生在機械理論基礎(chǔ)知識上有比較匱乏，所以能夠成功申請的應(yīng)屆畢業(yè)生不多。獲得錄取的多為有一定工作經(jīng)驗的申請者，所以參與競爭的人群數(shù)量較小，如果有相關(guān)背景申請比較容易。
◆ 制造的主要研究方向：計算機輔助制造，產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造，制造科學，制造系統(tǒng)，納米制造。
申請所需相關(guān)背景：國內(nèi)ME學生的主要申請方向集中于此，而且多集中于機械制造和計算機輔助制造。對于此專業(yè)的學生，申請首先需要基本的機械工程學背景，包括：機械原理，機械制造和固體力學背景。另外，對于產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造和計算機輔助制造，一定要有很強的計算機背景，包括計算機語言編程，設(shè)計軟件的使用;納米制造則首先要有很好的納米技術(shù)應(yīng)用背景，然后具備一定的工程學知識。
申請難度：國內(nèi)的ME學生大多數(shù)都比較適合此方向，所以申請的人數(shù)非常多，競爭比較激烈。不過美國大學單獨把Manufacturing拿出來做主要學科設(shè)置的非常少，基本都是以Design & Manufacturing存在，國內(nèi)學生在純制造領(lǐng)域的競爭非常激烈。如果能夠有足夠的計算機設(shè)計背景那么成功獲得錄取的機會將會非常大。
(4)控制類，包括計算機輔助工程，系統(tǒng)與自動控制，微電子系統(tǒng)
◆ 計算機輔助工程的主要研究方向：計算流體力學，計算工程及信息技術(shù)，計算力學，計算科學及工程，計算機輔助工程，計算機輔助設(shè)計，力學建模，數(shù)學計算建模，數(shù)字推進，數(shù)字方法，數(shù)字模擬，虛擬現(xiàn)實應(yīng)用。
申請所需相關(guān)背景：極強的數(shù)學背景——應(yīng)用數(shù)學，數(shù)學建模，計算工程，同時還需要計算機語言能力和計算機軟件運用能力。如果能在具有這些能力的同時還能有相應(yīng)的其他背景(如申計算流體力學有流體力學背景，申計算機輔助設(shè)計有設(shè)計經(jīng)歷，計算工程及信息技術(shù)有EE背景)那么會使自己在申請中得到很大程度上的加分。
申請難度：由于偏向CS和EE，美國申請者，國際學生都很喜歡這個專業(yè)，所以申請的難度大大增加。雖然不如EE和CS，但是由于眾多EE和CS的申請者為了躲避本專業(yè)的高難度申請，紛紛轉(zhuǎn)向同本專業(yè)結(jié)合非常緊密而且有不錯就業(yè)前景的這個方向，造成了此方向的同前面三個方向相比難度大了非常多。
◆ 系統(tǒng)與自動控制的主要研究方向：系統(tǒng)控制，控制/設(shè)計/制造，控制及動力學，控制/機器人/儀表，動力學系統(tǒng)及控制，動力學系統(tǒng)/控制及機械人，旋轉(zhuǎn)機械動力學，動力學/振動/聲學，系統(tǒng)動力學及控制，系統(tǒng)識別及控制，系統(tǒng)/測量/控制，智能機械系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)，機械系統(tǒng)，非線性動力學及適應(yīng)控制，非線性飛行控制，機械人學，機械人及控制，機械人及動力學，機械人及自主系統(tǒng)，機械人及人機交互，轉(zhuǎn)動體動力學，自動化，自動推進系統(tǒng)，自動巡航系統(tǒng)
申請所需相關(guān)背景：需要數(shù)學、計算機語言編程、基本的EE相關(guān)背景(電子電路知識)、控制的魯棒與最優(yōu)控制、魯棒多變量控制系統(tǒng)、大規(guī)模動態(tài)系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)的標識、最小最大控制與動態(tài)游戲、用于控制 與信號處理的自適應(yīng)系統(tǒng)、隨機系統(tǒng)、線性與非線性評估的設(shè)計、隨機與自適應(yīng)控制等等，同時根據(jù)不同側(cè)重點，應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計制造、動力學、儀表等相關(guān)背景。
申請難度：同計算機輔助系統(tǒng)相比，此方向的研究內(nèi)容更加靠近EE這個理工科中最難申請的專業(yè)。而且國內(nèi)的ME和EE專業(yè)無一不會設(shè)置自動控制上的課程，所以說這個方向是ME的中國學生也是美國和國際學生申請方向最集中的專業(yè)方向，加上EE和CS的申請人群的轉(zhuǎn)移，所以這是ME專業(yè)中最難申請的方向。
◆ 微電子系統(tǒng)的主要研究方向：MEMS，納米制造，微機械與納機械裝置，超聲微噴流(Microjet)和微米尺度電機，納米尺度熱量流動，微流體，微重力，微尺度熱傳遞，微米/納米系統(tǒng)，納米摩擦學，納米力學。
申請所需相關(guān)背景：MEMS是一個極端多學科交叉的領(lǐng)域，最基礎(chǔ)的方面是微制備技術(shù)的加工知識，制造微小結(jié)構(gòu)的方法，同納米技術(shù)結(jié)合緊密，所以很強的納米技術(shù)必不可少。同時根據(jù)不同側(cè)重點還需要有基本的機械理論知識，流體，力學相關(guān)知識。
申請難度：這也是一個新興的交叉學科，對美國學生有很大吸引力，另外由于EE學科中也有這個方向的設(shè)置，所以申請難度僅次于系統(tǒng)與自動控制。有強納米材料背景的申請者會在申請中占有優(yōu)勢。
(5)聲學、光學，主要包括：激光技術(shù)、光電測量，聲音動力學、公路噪音控制、震動。
◆ 聲學的主要研究方向：聲音動力學、公路噪音控制、震動申請所需相關(guān)背景：物理背景，聲音動力學，聲學傳感器應(yīng)用背景。
申請難度：申請者多為純物理研究者，所以申請人群非常少，申請競爭不激烈，容易錄取。
◆ 光學的主要研究方向：激光技術(shù)，光電子學裝置，超快電子學，非線性光學，微光子學，三維視覺，光通訊，軟X光與遠紫外線光學，光印刷學，光數(shù)據(jù)處理，光通訊，光計算，光數(shù)據(jù)存儲，光系統(tǒng)設(shè)計與全息攝影，體全息攝影研究，復合光數(shù)字數(shù)據(jù)處理，圖象處理與材料光學特性研究。學申請版
申請所需相關(guān)背景：強光學背景，測量技術(shù)，圖像技術(shù)。
申請難度：雖然在美國光學和光電學結(jié)合非常緊密，但是國內(nèi)這兩個學科的結(jié)合緊密程度遠不如美國。國內(nèi)申請此方向的多是物理學基礎(chǔ)研究者，而國內(nèi)EE此專業(yè)的設(shè)置并不重，因此此方向國內(nèi)的申請者很少。競爭不激烈，較容易申請。
申請難度：總體來說，ME專業(yè)中申請難度如下：最難申請的：系統(tǒng)與自動控制，MEMS，計算機輔助工程。其次：制造，設(shè)計。較易申請的：納米材料，生物機械，聚合工程。最易申請的：聲學，光學，摩擦，燃燒，能量，流體。