Marilyn L. Minus博士
教授及主席
斯内尔工程中心334号
617.373.2740
617.373.2921(传真)
机械与工业工程系提供机械工程和工业工程的综合本科课程,为学生提供科学、数学和工程学的基础知识。这些课程结合了理论、计算和实验室层面的实践,以及通过与东北大学体验式学习使命一致的合作教育项目与现实世界的经验。raybet雷竞技雷竞技app最新版毕业生将在工程和学术界的广泛领域的职业生涯中脱颖而出。
本署的使命
机械与工业工程系的使命是培养学生的专业和技术卓越;进行研究,以促进工程的科学和实践;从事促进院系、学校和行业发展的服务活动;并向我们自己和我们的学生灌输促进道德行为、职业责任和促进社会福祉的职业的习惯和态度。
机械工程
机械工程师设计,开发和支持机械和设备的制造,以传输动力或将能量从热能转换为机械形式,以驱动现代世界及其机器。传统上,机械工程师设计和测试设备,如加热和空调系统,机床,内燃机和蒸汽发电厂。今天,他们还在能源转换、太阳能利用、环境控制、机器人、假肢、交通、制造和新材料开发等各个领域的新技术发展中发挥着主要作用。
机械工程师使用计算机来制定系统或设备的初步和最终设计,执行预测设计行为的计算,并从系统测试或操作中收集和分析性能数据。机械工程深受计算机硬件和软件最新进展的影响。
机械工程课程主要集中在四个方面:应用力学、热流体工程、材料科学和机电一体化。应用力学是研究从旋转的工业发电机到牙医的钻头等设备中受力作用的结构元件的运动和变形的学科。热流体工程研究流体的运动和能量的传递,如电子元件的冷却或燃气涡轮发动机的设计。材料科学研究的是材料的结构和性能之间的关系,以及通过加工来控制结构以达到所需的性能。实际应用在复合材料、冶金加工工业和先进功能材料的发展。机电一体化对于任何工程系统都是至关重要的,其中几种类型的传感器和执行器进行通信和工作,以便从这些系统中传递所需的行为。
每个领域的课程构成了高级分析和创意设计课程的基础,最终在两个学期的顶点设计项目中达到高潮。教师鼓励学生在整个课程中使用计算机辅助设计工具和高性能计算机工作站。
工业工程
工业工程师设计和分析包括人员、设备和材料在内的系统,以及他们在工作场所的相互作用和性能。工业工程师收集这些信息并评估备选方案,以做出最能推进企业目标的决策。工业工程师工作在制造公司、医院、银行、公用事业、交通运输、政府机构、保险公司和建筑公司。他们承担的项目包括设计和实施计算机集成的供应链或制造系统;各种行业的设施规划;制造环境下机器人系统的设计企业长远规划;质量控制体系的建立和实施;通过模拟分析来改进流程并做出操作决策;医疗保健操作的设计,以提高患者的安全,提高效率,生产力,以及信息控制计算机系统的开发。
工业工程专业为学生提供传统工程课程的基础,如工作设计、人机系统、概率、统计学和工程经济学,同时强调仿真建模、工程数据库系统、质量保证、物流和供应链管理、运筹学、设施规划和先进制造技术/工业4.0等当代领域。学生在两个学期的顶点设计项目中整合在这些课程中获得的知识。
其他编程特性
该系90%以上的本科生都利用了合作教育计划。随着学生在项目中的进步,合作教育作业的责任和技术挑战也在增加。的初级合作职位机械工程可能涉及制造、质量保证和测试,或涉及3D CAD建模、机器人和生物医学设备,而更高级的职位将让学生在设计过程中获得经验,包括高级3D建模、可制造性设计、原型设计和系统工程。学生在工业工程学科可以利用合作教育专注于一个行业领域,并利用每种经验建立越来越多的技术技能集,或在几个合作教育轮岗过程中探索职业机会的广度,如医疗流程改进、供应链物流、业务分析、制造运营等。
本系还提供机械和工业工程各个领域的重要研究机会,包括参与本系和学院的研究中心。
我们的学生有机会在科学、工程和一般研究方面获得广泛的知识基础,使他们在职业发展和研究生教育方面具有灵活性。与此同时,我们的毕业生应该是负责任和受过科学教育的公民,准备在个人和专业上为一个受过教育的民主社会做出贡献。
能源系统课程
ENSY 5000。能源系统集成基础“,”(4小时)
介绍了成功整合和实施能源系统的基本问题。向学生展示热电联产策略(热电联产系统),可再生能源与不可再生能源的结合策略,热经济学和碳封存技术。包括能源,火用,和热经济成本因素在提出的案例研究。探讨公共政策、法规和金融运作对选择能源技术的影响。学生被给予案例研究,以说明实施能源系统的复杂性,并被期望完成一个涉及提出能源系统的重大项目。强调能源系统的成功实施需要技术和经济解决方案。需要基于微积分的物理和化学。
ENSY 5050。热力科学基础(4小时)
介绍和回顾热力学性质,如温度、压力、能量、焓和熵。定义功和热的相互作用,并计算在热力学过程中传递的能量的量。介绍热力学第一、第二定律和热力学平衡的概念。讨论质量、能量和熵平衡关系以及转换设备,如涡轮、压缩机、泵、阀门和能量交换器。研究简单的发电厂,制冷,热(能量)泵和固定式燃气轮机系统。介绍和回顾微积分的基本原理,如极限,微分,积分,幂级数,向量空间,和热力学分析所需的多变量函数。
ENSY 5060。热力科学基础2。(4小时)
学习流体力学和热系统分析的基本原理。主题包括流体静力学(压力分布,水下表面的力和浮力);牛顿粘性定律;基本定律的积分形式(质量、动量和能量守恒);管道流动分析;边界层概念;还有阻力系数。将Navier-Stokes方程作为保守性质的微分形式。介绍热能传输理论,包括传导、对流和热辐射;热力系统的设计; and fundamentals of calculus, such as linear algebra, vector fields, and curvilinear coordinate systems required for introducing concepts of fluid dynamics and heat transfer. Discusses surface and volume integrals, conservative vector fields, and surface flux. Green’s, divergence, and Stokes theorems are introduced for vector and scalar fields.
先决条件:ENSY 5050最低成绩为C-或ENSY 5050最低成绩为C-
ENSY 5100。水力发电。(4小时)
涵盖水电开发项目的基本原理及其相关设计参数。强调利用天然和人工水库的水能潜力。回顾水利和机电设备和土木结构。介绍了设备和结构的选型程序和设计参数。
ENSY 5200。能源存储系统。(4小时)
探讨了各种储能技术,它们的工作原理和实际应用。重点介绍当前和最新技术的最先进的审查。为学生提供一个探索能源存储领域的各种创新的机会,这有助于满足我们当前的能源存储需求。涵盖了许多不同的储能系统,如机械,化学,电化学,热,热化学等。
ENSY 5300。电化学储能。(4小时)
涵盖电极动力学和热力学的基础知识,应用于电化学储能系统,以及电池和电容器的牵引和固定电源。讨论了电极和电解质的化学结构以及实际的电池结构。
ENSY 5400。发电厂设计与分析“,”(4小时)
回顾热力学的基本定律和平衡方程的质量,能量,火用,和熵。研究热化学、化学平衡、燃料和燃烧、蒸汽发电厂循环、燃气轮机系统、热经济学、核电站和能量回收。
ENSY 5500。智能电网。(4小时)
涵盖智能电网基础知识。涵盖定义、设计标准和技术。智能电网可以定义为信息处理和通信在电网中的应用。寻求促进智能电网的发展,评估为电力系统的各个部分增加传感、通信、计算、智能、控制和自动化的选项。主题包括现有电力系统中的自动化或缺乏自动化;一代;传输;分布;还有智能电网的定义。
ENSY 5585。风能系统。(4小时)
介绍风能及其应用。集成风力涡轮机设计的空气动力学与结构需要支持他们。涵盖类型的风力涡轮机,他们的组件,和相关的分析;翼空气动力学;升力、阻力、俯仰力矩、循环、攻角和失速的概念;层流和湍流边界层及分离概念;基本守恒方程;伯努利方程、欧拉方程和纳维-斯托克斯方程及其应用;贝茨限制;典型翼型流动的计算流体力学及其应用 compressibility and elements of one-dimensional gas dynamics; wind resource; wind climatology and meteorological data; turbine tower and structural engineering aspects of turbines; vibration problems; aeroelastic phenomena in turbines; small wind turbines and vertical axis wind turbines; and introduces environmental and societal impacts and economic aspects.
ENSY 5600。太阳能光伏能源转换基础。(4小时)
重点介绍光伏(PV)能量转换的原理和工作原理,同时强调目前可用的太阳能技术。研究半导体工艺和先进的表征理论。检查光伏组件的设计,制造,特性,和不同代的太阳能电池及其特性。高级主题包括薄膜电池,化合物半导体多结,多波段电池,光谱转换,并介绍有机器件。提供有关能源消费危机、可持续能源、光伏系统组件和太阳能市场的见解。还讨论了与光伏系统、经济和可持续性有关的问题。
ENSY 5650。能源产生和碳封存的地质能源系统。(4小时)
重点研究地质能源的技术基础。涵盖具体应用,如地热热泵,地热发电,以及地质能源储存和碳封存。为学生提供使用软件对此类系统进行技术和经济评估的机会,加强基本概念。地质能源系统被认为是满足不断增长的全球能源需求的重大挑战的主要解决方案,同时也使经济脱碳。
先决条件:(我2380最低成绩为D;我3475最低成绩为D;我4570最低成绩为D)或研究生课程录取
ENSY 5700。可再生能源发展。(4小时)
研究了可再生能源开发的技术和商业方面的独特融合,重点是太阳能和存储项目,重点是分布式项目。主题包括介绍独立系统运营商新英格兰和发电市场;选址及发展平面图;倾斜和方向计算;遮阳分析和行距要求;能源生产模型;太阳能串设计;DC / AC比率;国家电气规范要求/合规;风荷载分析。 Introduces battery energy storage system sizing analysis and requirements for behind-the-meter and front-of-meter projects, as well as renewable portfolio standards and carbon analysis. Offers an overview of financial modeling and basic tax equity structures. Discusses case studies requiring substantial class participation to uncover practical aspects of project development.
ENSY 5800。人工智能在能源系统中的应用。(4小时)
涵盖能源系统工程应用中人工智能(AI)的基础知识。简要介绍了人工智能方法的处理方法。研究了几种人工智能方法,包括搜索算法、不确定性下的决策、图形方法和机器学习。讨论了人工智能如何用于能源系统的工程应用的更彻底的处理。应用领域包括发电、电网、可再生能源和储能。关注实际的考虑因素,包括经济机会、验证和验证、风险和非技术挑战。
先决条件:ENSY 5000最低成绩为C-
工业工程课程
即1990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
即2310。工业工程概论“,”(4小时)
提供工业工程的历史和工业工程师用来解决问题和设计高效流程的最常用方法的概述。重点是如何使用这些方法来研究、改进和/或优化产品或过程。主题包括工作设计、人体工程学设计、工程统计学、质量工程、工程经济学、项目管理和流程优化。还讨论了生产工艺、设施和物料处理系统的设计。研究在制造业、产品设计和服务业中的应用。需要实验室实验和书面报告。
先决条件:数学1340最低成绩为D-或数学1341最低成绩为D-
并修课程(s):即2311年
属性(s):NUpath写作密集型
即2990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
即3412。工程概率与统计“,”(4小时)
公理化地介绍了概率论,重点介绍了连续随机变量和离散随机变量的样本空间表示。涵盖描述性统计,随机变量的期望值,协方差和相关,抽样分布,点和区间估计。介绍假设检验,包括均值检验、方差检验和比例检验。
先决条件:数学2321最低成绩为D-
属性(s):NUpath分析/使用数据
即3425。工程数据库系统“,”(4小时)
研究工程企业中数据的表示及其创建和管理。讨论数据库访问的客户端/服务器模型。介绍数据建模和管理、数据挖掘和仓库、多层应用程序以及SQL查询语言的使用的基础知识。强调数据库系统在工程(包括设计和制造)中的使用和应用。主题包括表的设计模式,数据库的记录和字段,SQL语句,安全问题,以及脚本语言(如Perl或Visual Basic)的使用。
先决条件:通用电气1111最低成绩为D-或通用电气1502最低成绩为D-
并修课程(s):即3426年
即3500。医疗系统工程概论“,”(4小时)
向非工业工程专业的学生介绍系统工程方法在医疗保健系统中的应用。本课程使用运筹学和工业工程的原理,重点关注卫生系统(如医院、急诊科、外科和门诊)的分析、设计、管理和控制,以及对提供优质医疗保健至关重要的流程。主题包括排队、模拟、数据包络分析和应用于实际医疗保健问题(如人员配备和调度、资源分配、患者流管理、流程改进和医疗决策)的电子表格建模概述。
先决条件:即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-或PHTH 2210最低成绩为D-或MGSC 2301最低成绩为D-
即3990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
即4510。仿真建模与分析。(4小时)
涵盖离散事件仿真模型的流程模型设计和开发、验证和实验。主题包括问题的制定,数据收集和分析,随机变量的产生,模型开发,场景实验,输出的统计分析,以及最终的决策管理。利用一个主要的行业标准模拟软件应用程序与动画功能。
先决条件:(通用电气1111最低成绩为D-或通用电气1502最低成绩为D-);(即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-)
即4512。工程经济。(4小时)
向学生介绍经济建模和分析技术,从工程问题的潜在解决方案中选择替代方案。介绍经济比较的基本方法,如现值、年价值、回报率和效益/成本技术。研究税收对投资分析的影响。还包括决策树分析和统计决策技术。
即4516。质量保证。(4小时)
综述了统计质量控制方法中常用的分布和统计近似。介绍方差分析和简单线性回归。涵盖基本原理,最先进的概念和统计过程控制和设计的应用。适用于各种产品的原理。主题包括产品质量测量和控制,休哈特控制图,质量成本,帕累托分析,离散和可变抽样,以及质量控制中的军事标准。
先决条件:即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-
即4522。人机系统。(4小时)
强调和解决人类的感觉和运动表现,信息处理,学习和训练方法,技能任务发展,心理物理模型,反应时间,以及注意力和记忆的相关方面。主题包括系统设计和开发,危险和错误评估,和有效的视觉显示的性质。认可实验作为人类表现特征知识的来源。涵盖与人力资产工程、视觉、听觉、感知、信号检测和一些老化效应相关的研究和统计分析。环境、机器、产品和设备的安全性和可用性考虑了人机交互、决策制定和人体测量特征的原则。实验室经验包括文献回顾、实验设计、数据收集和分析、假设检验和生成报告,以告知安全、可用和适销的工程产品、过程和系统的设计。
先决条件:(即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-);(最低成绩为C的engl1111或最低成绩为C或ENGW 1111最低成绩为C或ENGW 1102最低成绩为C)
并修课程(s):即4523年
即4525。物流与供应链管理“,”(4小时)
介绍物流和供应链管理系统的分析、设计、控制和运行。包括供应链组件、物流信息系统、预测、生产调度、库存管理、运输和仓储以及设施位置规划的集成。
先决条件:(即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-);即4515年最低成绩为D-
即4530。制造系统和技术。(4小时)
专注于制造和设计以及它们之间的相互影响。涵盖了设计-制造集成、制造系统、制造过程和技术、制造自动化、生产计划和控制的基础知识。课程主题包括并行工程、装配设计、可制造性设计、快速成型、机械公差、材料清单、成组技术、计算机辅助工艺规划、数控零件编程、可编程逻辑控制器、柔性制造系统、计算机集成制造和准时制哲学。主题还包括传统制造工艺,如铸造、成形、机械加工、焊接、成型和颗粒加工,以及非传统制造工艺,如电火花加工、激光加工和水射流加工。学生必须在制造实验室进行与制造相关的实验,以获得实践经验。
并修课程(s):即4531年
即4535。全球环境下的人机系统。(5小时)
在国际环境中引入人机系统。为学生提供一个到国外旅行的机会,在体验全球环境中的问题和人为因素考虑的同时,发展理论理解。主题包括人类表现、信息处理、学习、记忆;视觉、视觉表现、界面展示设计;听觉、噪音、听觉和听觉信号;人体测量特征;认知,可用性测试,人机界面设计原则。实验室经验包括实验设计,数据收集,分析和实验室报告的生成。包括一个专注于应用程序的项目,让学生深入研究影响东道国工程和技术发展的问题。
先决条件:(即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-);(最低成绩为C的engl1111或最低成绩为C或ENGW 1111最低成绩为C或ENGW 1102最低成绩为C)
即4625。设施规划和物料搬运。(4小时)
探索设施设计的工程工具、技术和概念。“设施”一词的定义很广泛。工厂、学校、医院或为顾客提供产品或服务的地方都被认为是设施。使学生对设施规划和设计过程有广泛而实用的理解。材料处理的关键性质进行了讨论,并研究了设计最佳处理系统的方法。操作、研究、统计方法和软件应用的工具是解决问题活动的重点。
先决条件:即3412年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-
即4699。工业工程专题“,”(4小时)
专注于学生与导师商定的先进工业工程项目。可无限重复。
即4990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
即4991。研究。(4小时)
提供在教师监督下进行研究的机会。
属性(s):NUpath集成经验
即4993。独立的研究。(1 - 4小时)
在个别教员的监督下提供理论或实验工作。可无限重复。
即5137。工业工程中的计算建模“,”(4小时)
为工业工程应用建立计算模型。为学生提供了一个学习如何识别问题,将其划分为子系统,开发每个子系统的数学模型,并用Python实现的机会。选定的问题是特定于工业工程应用的例子库存系统,排队系统,生产计划和控制,供应链管理,运输,网络流,预测,调度,蒙特卡罗模拟,回归分析,敏感性分析,以及数据科学和机器学习中的决策支持系统,以测试和从模型中学习。学生也有机会学习如何使用Python库来实现相应的数据结构和算法。
先决条件:通用电气1111最低成绩为D-或通用电气1502最低成绩为D或研究生课程录取
即5374。工业工程专题“,”(4小时)
提供当前感兴趣的工业工程主题。可以重复两次。
即5390。工业工程结构化数据分析“,”(4小时)
涵盖IE应用程序使用结构化数据分析的基本知识和技能。为学生提供了一个学习数据清理和准备,以及数据集分析和VBA编码(编写宏和创建GUI)的机会,既可以作为电子表格公式的驱动程序,也可以作为独立的编程语言。最后一个项目涉及到一个结构化数据分析应用程序的开发和演示,以解决工业工程概念。
先决条件:(即4515年最低成绩为D-或或6205最低成绩为C-);(即3412年最低成绩为D-或即6200年最低成绩为C-)
即5400。医疗保健系统建模与分析。(4小时)
讨论医疗保健运营管理的主要功能,如患者和流程流、流程改进、设施布局、人员配置和调度、容量规划以及资源分配。专注于分析、设计、管理和控制提供临床护理所必需的卫生系统和过程。系统工程方法的应用,如优化,模拟和排队模型,通过论文和案例研究讨论在不同的护理环境(如医院,急诊科,外科,和门诊)不同的疾病(如糖尿病,癌症,精神健康,心血管疾病)。使用电子表格工具建模并解决仿真和优化问题。如果不满足先决条件,需要同等的课程学习。
先决条件:即4515年最低成绩为D-或或6205最低成绩为C-
即5500。公共项目中的系统工程“,”(4小时)
介绍了解决公共项目和社会需求的数学建模的设计、开发、分析和应用。系统工程和数学模型构成了公共和私人应用决策的基础。专注于社会应用,为学生提供了一个机会来发现如何在模型和政策的开发中纳入公共目标和大系统的特征。检验在公共项目(如公共卫生系统,政府项目)和公共安全(如安全,应急准备和灾害响应)运行中的应用。建模技术包括博弈论、数据包络分析、成本效益分析、仿真、微分方程和随机优化。如果不满足先决条件,需要同等的课程学习。
先决条件:(即4515年最低成绩为D-或或6205最低成绩为C-);(即3412年最低成绩为D-或即5374年最低成绩为D-或数学3081最低成绩为D-或即5374年最低成绩为C-(毕业)或即6200年最低成绩为C-)
即5617。精益概念和应用。(4小时)
涵盖了精益思维的基本原理,以及如何将这些知识应用于实际问题。对于希望在全球市场上保持竞争力的组织来说,精益思维是必不可少的。它要求改变流程以消除浪费,缩短产品交付时间,提高产品质量,并削减成本,同时提高客户满意度。为学生提供学习概念的机会,一套流程改进工具,实施方法,以及精益劳动力发展的最佳实践。广泛使用主动学习练习和模拟,以及来自不同学科的案例研究,帮助学生了解精益原则如何应用于制造业以及不太传统的领域,如知识工作和医疗系统。
并修课程(s):即5618年
即5620。大规模定制。(4小时)
为学生提供大规模定制(MC)的概念理解和实施策略。MC既是一种商业模式,也是一种生产模式,公司为客户提供适合他们个人需求的商品和服务,但这样做的效率和成本都是大规模生产的。MC在许多领域都很重要,包括计算机、汽车、医疗保健、银行、保险和旅游业。它以工业工程、机械工程、管理科学和市场营销的原理为基础。主题包括大规模定制生产系统的类型学、MC的制造过程、MC的信息需求、客户关注、营销问题、技术支持、实施方法和案例研究。方法包括讲座、案例讨论、工厂参观、客座讲座和学期项目。跨学科活动,特别是工程和商业学生之间的活动,在任何可能的情况下都是鼓励的。
即5630。生物传感器与人类行为测量。(4小时)
强调在复杂的人机交互中测量人的行为。主题包括介绍复杂的人机交互;复杂人机交互的研究方法;人类各种心理生理信号/线索,包括生理线索、面部表情、眼球注视运动、头部运动、语境线索;人的线索与行为关系;这些人类线索/信号的传感器和测量;生物传感器的基本原理;生物传感器的一般分类;目前构建生物传感器的技术;传统传感器和新技术,包括微/纳米技术; general systematic design process for biosensors; application of biosensors to understand human behavior in human-machine interactions. Also introduces the latest relevant research advancements in sensor fusion, affective computing, and emotion recognition.
机械工程课程
我1990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
我2340。材料科学导论“,”(4小时)
介绍材料科学领域,强调各种材料的结构-加工性能-性能关系,包括金属、陶瓷、聚合物、电子材料和磁性材料。主题包括晶体学,固体结构,晶体缺陷,机械性能,位错理论,滑移,强化机制,相平衡,相变,扩散,热学和光学物理性质,以及电学和磁性质。与材料选择相关的问题,包括材料选择的经济和环境后果,也得到了解决。实验室实验,并提交书面备忘录和报告。包括个人和团队项目。
先决条件:(化学1151最低成绩为D-或化学1161最低成绩为D-或化学1211最低成绩为D-);(最低成绩为C的engl1111或最低成绩为C或ENGW 1111最低成绩为C或ENGW 1102最低成绩为C)
并修课程(s):我2341
属性(s):NUpath写作密集型
我2350。静力学。(4小时)
介绍了力和力矩的矢量表示、等效力系、自由体图和平衡方程。讨论了刚体的质心和重心。检查应用到梁,桁架,和销连接框架和基本概念的摩擦。讨论梁和索系统的内力和弯矩变化。干摩擦理论应用于简单的机械元件。介绍虚功和势能的概念。包括一个展示平衡的基本概念的设计项目。
先决条件:(1151年的今天最低成绩为D-或1161年的今天最低成绩为D-或1171年的今天最低成绩为D-);数学1342最低成绩为D-
我2355。材料力学。(4小时)
讨论应力和应变的概念;应力和应变在一点上的转换;材料性能的应力-应变关系;截面面积二阶矩;简单结构构件的轴向扭转应力和变形,以及静定和不定情况下的弯曲荷载;组合荷载作用下的梁设计;结构的稳定性和各种支撑柱的屈曲。需要实验室实验和书面报告。
先决条件:我2350最低成绩为D-或书2221最低成绩为D-
并修课程(s):我2356
我2380。热力学。(4小时)
定义和计算热力学性质,如能量,熵,温度和压力。功和热的相互作用被定义了。介绍了热力学第一、第二定律和热力学平衡的概念。讨论了开闭系统的能量守恒、质量守恒和熵平衡关系。介绍了不可逆性、能量和能量平衡关系,并将其应用于热力学系统的分析。热力学的基本原理被用来模拟发电和制冷系统。涵盖热力学的非反应气体混合物的应用到空气-水蒸气混合物的空调系统。
先决条件:数学2321最低成绩为D-;(1151年的今天最低成绩为D-或1161年的今天最低成绩为D-)
并修课程(s):我2381
我2990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
我3455。动力学。(4小时)
运用力、质量、加速度、能量和动量等方法研究粒子的运动学和动力学。研究一般平面运动中刚体的运动学。引入质量惯性矩;用力-质量-加速度、功和能量、脉冲和动量法研究刚体动力学;以及无阻尼和有阻尼单自由度系统的自由振动和强迫振动。
先决条件:(我2350最低成绩为D-或书2221最低成绩为D-);数学2341最低成绩为D-
并修课程(s):我3456
我3460。机器人动力学与控制“,”(4小时)
涵盖机器人系统的基本组成部分和机制及其多学科性质。介绍了机器人的运动学、动力学和控制。介绍了正运动学和逆运动学,机器人动力学,以及路径规划和控制技术的快速概述。主题还包括机械,电气和磁驱动液压和气动驱动的动态建模和分析;连杆机构的运动学与运动分析以及传感技术(例如,位置,线性和角位移,速度和加速度,力和扭矩传感器)用于机器人系统。介绍了自动机械和制造过程的运动学和控制,自动装配和检测机器人系统为代表的例子。
先决条件:CS 3650最低成绩为D-或数学2331最低成绩为D-或数学2341最低成绩为D-
我3465。飞行概论。(4小时)
介绍航空航天工程的基础知识。涵盖与航空航天工程相关的历史发展和背景,同时进行技术讨论。介绍流动气体的热力学分析和伴随飞机和空间飞行器解剖的控制方程的推导。研究流体动力学的基础知识,如连续性,动量和能量方程,以及等熵流。讨论形状,设计,特点,和使用不同的气动形状和他们相应的升力,阻力和动量系数。探索飞机在水平飞行,起飞和降落中的性能要素。涵盖飞行动力学、稳定性和飞机和航天飞行器控制的介绍。专为对航空航天工程入门课程和飞行空气动力学的基础知识和历史传统感兴趣的学生设计。
先决条件:数学2321最低成绩为D-;(1151年的今天最低成绩为D-或1161年的今天最低成绩为D-);我2380最低成绩为D-
我3470。航空推进。(4小时)
介绍了航空发动机的分析和设计的基础知识,并回顾了燃气涡轮发动机的历史。介绍了可压缩流动的一般质量、能量和动量守恒定律,以及在准一维内部流动和外部流动中激波的应用。回顾发动机的推力和热力学性能。详细讨论了进气道的设计参数。利用化学平衡原理计算化学反应中燃烧产物的组成,计算火焰温度和能量释放,为燃烧室和加力燃烧室的设计提供依据。介绍了压气机和涡轮的物理和空气动力学,并回顾了燃气轮机叶片冷却的基础知识。
先决条件:我2380最低成绩为D-
我3475。流体力学。(4小时)
学习流体力学的基本原理。主题包括流体静力学(压力分布,水下表面的力和浮力);牛顿粘性定律;量纲分析;基本定律的积分形式(质量、动量和能量守恒);管道流动分析;基本定律的微分公式,包括Navier-Stokes方程;以及边界层和阻力系数的概念。包括一个基于团队的独立项目。
先决条件:数学2321最低成绩为D-;我2350最低成绩为D-
我3480。流体力学的国际应用。(4小时)
在国际环境中学习流体力学的基本原理。学生有机会到国外旅行,以发展理论理解,同时体验影响流体工程在不同的文化和环境中的应用的问题。主题包括流体静力学(压力分布,水下表面的力和浮力);牛顿粘性定律;量纲分析;基本定律的积分形式(质量、动量和能量守恒);管道流动分析;基本定律的微分公式,包括Navier-Stokes方程;以及边界层和阻力系数的概念。包括一个以团队为基础的独立项目,该项目侧重于应用程序,允许学生深入研究影响东道国工程和技术发展的问题。
先决条件:数学2321最低成绩为D-;我2350最低成绩为D-
我3990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
我4505。测量与分析与热科学应用。(4小时)
介绍基本的测量和数据分析技术。为学生提供一个熟悉各种类型的测量系统的机会,并根据给定的程序设置和执行实验。涵盖旋转频率的基本测量方法;温度、压力、功率;以及模数转换技术和数据采集。数据分析主题包括数据的统计分析,概率和固有的不确定性,基本测量技术,主要和次要标准,系统响应特征,以及计算机化的数据采集方法。包括热力学、流体力学和热传导的实验。主题包括循环性能,流量系数和传热系数的测量,以及心理测量在空调领域的应用。
先决条件:我2380最低成绩为D-
并修课程(s):我4506
属性(s):NUpath分析/使用数据
我4508。机械工程计算与设计“,”(4小时)
强调有限元分析在产品开发中的作用。介绍弹性/塑性、静态和瞬态问题中的有限元理论。重点是在设计中使用可用的商业有限元软件进行实体建模。也涵盖了其他数值技术,如有限差分格式在偏微分方程组的解决方案,和数值解决系统的线性和非线性方程。
先决条件:(我2355最低成绩为D-;数学2341最低成绩为D-)或(BIOE 2350最低成绩为D-;(通用电气2361最低成绩为D-或数学2341最低成绩为D-))
我4520。机械振动。(4小时)
涵盖机械振动分析的概念。主题包括振动的基本概念,振动问题与动力学问题,线性振动与非线性振动,振动元素,谐波运动;无阻尼SDOF系统的自由振动,稳定性,Rayleigh能量法,粘性阻尼SDOF系统的自由振动,库仑阻尼和滞回阻尼SDOF系统的自由振动;谐波强迫SDOF系统,基和旋转不平衡的谐波运动,库仑阻尼和滞后阻尼SDOF系统的强迫振动,一般(非周期性)强迫振动;二自由度系统的自由振动和强迫振动,阻尼振动,一般特征值问题,振动测量仪器;调谐减振器,被动和主动减振器,振动控制系统(被动,半主动和主动),模态分析软件,以及说明性示例。
先决条件:数学2341(可同时修读)最低成绩为D-;我3455(可同时修读)最低成绩为D-
我4550。机械工程设计“,”(4小时)
探索机械设计过程的发展及其开放性。回顾应力的基本原理和失效理论,包括各种机器部件分析中的疲劳因素。处理给予轴,弹簧,螺丝,连接,润滑,轴承,齿轮,和公差。包括涉及建模和设计过程的基于团队的设计项目。
先决条件:我2355最低成绩为D-
我4555。系统分析与控制“,”(4小时)
介绍了简单反馈控制系统、微分方程和拉普拉斯变换的分析和设计的理论背景。处理系统建模,线性逼近,传递函数,和框图;瞬态和频率响应稳定频域和根轨迹方法。其他主题可能包括有时滞的线性系统和有小非线性的继电器伺服机构。
先决条件:我3455最低成绩为D-或(BIOE 2350最低成绩为D-;BIOE 3380最低成绩为D-)
我4565。计算流体力学概论“,”(4小时)
介绍了求解流体流动问题的数值方法。包括与计算流体动力学(CFD)相关的基本数学和物理,以及使用商业CFD软件包的实际作业。强调有限差分法和有限体积法。其他主题包括偏微分方程的数学性质、数值解的准确性和稳定性分析、CFD验证和验证、在各种流体动力学问题中的应用、网格生成和湍流建模。
先决条件:(我3475最低成绩为D-或我3480最低成绩为D-或BIOE 3310最低成绩为D-);(数学2341最低成绩为D-或通用电气2361最低成绩为D-)
我4570。热力系统分析与设计“,”(4小时)
介绍热能传输的理论,包括传导、对流和热辐射,以及热系统的设计。研究了稳态和瞬态传导问题的求解方法,包括热电路类比、内能源和扩展表面。介绍了对流换热的机理,并讨论了计算对流换热系数的相关关系。介绍了计算表面间热辐射换热的方法。这些理论与热力学和流体力学集成在热系统的设计中,包括热交换器。包括一个开放式的设计项目,学生将在整个课程中使用计算方法。
先决条件:我2380最低成绩为D-;(我3475最低成绩为D-或我3480最低成绩为D-)
我4630。陶瓷科学与工程“,”(4小时)
研究陶瓷的结构-性质关系,主要集中在现代工程陶瓷和玻璃。陶瓷被广泛地定义为无机和非金属材料,因此包含了极其广泛的材料和材料性能。讨论他们的结构,从原子通过微观结构水平和性质,从整个热,机械,光学,电气,和化学光谱。考虑理想的晶体和玻璃状结构,以及关键作用的点,线性,和平面缺陷。涉及相平衡和转换的调查,现代技术的陶瓷和玻璃制造。
先决条件:我2340最低成绩为D-
我4640。材料的力学行为与加工“,”(4小时)
继续研究固体材料力学行为的物理基础,包括弹性、塑性、粘弹性、断裂、疲劳和蠕变特性。还包括材料加工,包括铸造,成型,连接和机械加工。
先决条件:我2340最低成绩为D-;我2355最低成绩为D-
我4670。内燃机。(4小时)
介绍了概念和理论的基础上的基础工程科学的热力学,气体动力学,传热,和力学内燃机的运作。讨论了常规火花点火、压缩点火、旺克尔点火和分层装药的设计和工作特点。通过差速器和传动比的选择,探讨了车辆负荷和发动机负荷之间的关系。包括实验室实验。
先决条件:我2380最低成绩为D-;(我3475最低成绩为D-或我3480最低成绩为D-)
我4699。机械工程专题“,”(4小时)
专注于一个先进的机械工程项目之间商定的学生和教师。可无限重复。
我4970。初级/高级荣誉项目(4小时)
专注于学生进行研究或生产与学生专业领域相关的产品的深入项目。结合初级/高级项目2或大学定义的等同8学分荣誉项目。可无限重复。
我4990。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
我4991。研究。(4小时)
提供在教师监督下进行研究的机会。
属性(s):NUpath集成经验
我4992。直接研究。(1 - 4小时)
在部门成员的指导下,就选定的主题提供理论或实验工作。课程内容取决于讲师。可无限重复。
我5240。计算机辅助设计与制造“,”(4小时)
包括计算机图形学和CAD/CAM的基本知识。主题包括硬件和软件概念,CAD/CAM软件的一般结构及其模块,CAD/CAM数据库结构。还涵盖了在现有的商业CAD/CAM系统中广泛使用的曲线、曲面、固体和特征的参数表示。讨论几何变换、CAD/CAM数据交换格式、原型技术和PDM。介绍了质量特性计算、装配、机械公差、仿真、有限元网格生成、工艺规划和CAPP、CNC零件编程以及基于web的CAD/CAM等应用。
先决条件:通用电气1110最低成绩为B或通用电气1501最低成绩为B或研究生课程录取
我5245。机电整合系统。(4小时)
涵盖集成电子/电气工程,计算机技术,控制工程与机械工程提供一个独立的,现代的处理混合系统及其计算机模拟和应用。主题包括混合系统集成;传感器、驱动系统;动态系统建模、响应表征和闭环控制器的简要概述;接口;数据表示系统和过程;微处理器;实时监控;机电系统的应用。本课程还提供了大量的MATLAB/Simulink示例,选择机电系统和设备以及开放式的设计项目和作业。
先决条件:我4555最低成绩为C或我5659最低成绩为C或我5659最低成绩为C
我5250。“机器人力学与控制”,(4小时)
涵盖了机器人机械手的运动学和动力学,包括机械手运动学方程的建立,逆运动学问题,运动轨迹。采用拉格朗日力学来覆盖机械臂的动力学以达到控制的目的。涵盖机器人的控制和编程,稳态误差,伺服参数的计算,机器人视觉系统和算法,以及成像技术和移动机器人的概念。
先决条件:我4555最低成绩为D或研究生课程录取
我5374。机械工程专题“,”(4小时)
提供当前感兴趣的课题在机械工程。
我5554。机器人传感与导航。(4小时)
检查机器人传感和导航的实际传感器和数学技术,重点是传感器,如相机,声纳和激光扫描仪。这些与航迹推算和视觉惯性里程计技术和算法结合GPS和惯性测量单元一起使用。涵盖了应用于SLAM问题的卡尔曼滤波器和粒子滤波器。该课程的很大一部分内容涉及在ROS和LCM环境中使用真实的现场机器人传感器数据集进行编程。实验室包含真实的现场传感器和平台。最终以个人设计项目和团队为基础的相当复杂的最终项目达到高潮。
先决条件:((数学3081最低成绩为D-或EECE 3468最低成绩为D-);(EECE 2160最低成绩为D-或EECE 2210最低成绩为D-))或研究生课程录取
我5600。材料加工与工艺选择“,”(4小时)
涵盖基本原理和使用的过程和技术的批量,厚膜,薄膜,和图案结构。包括改善机械或功能性能、可靠性或在恶劣环境下操作的技术。包括基于功效、材料投入和成本选择工艺的案例研究。研究的系统包括用于电信、半导体、能源和航空航天工业的生物相容性植入物和材料。
我5620。先进材料基础。(4小时)
提供深入研究材料科学的跨学科领域,解决新材料的发现,设计和预测,重点是固体。为学生提供一个获得材料科学知识和实践的机会。包括基础知识、属性(重点是电子属性)、应用程序和高级主题。提供特定的文献阅读,以支持课堂授课。提供各种练习和展示理解和学习的机会。
先决条件:我2340最低成绩为D或研究生课程录取
我5640。加法制造。(4小时)
讨论各种增材制造(AM)工艺的基本原理、工艺特点和实际应用。涵盖AM的数字工作流程,AM对设计的影响,AM的材料和材料属性,能源和与材料的相互作用,AM工艺,工艺特性和能力,工艺模型,实验设计和田口方法对AM工艺参数优化,AM部件的后处理,工艺缺陷,和Ansys AM模块。
我5645。制造和产品使用中的环境问题。(4小时)
探索在产品生命周期中使用的不同材料的环境和经济方面。介绍工业生态、生命周期分析和可持续发展的概念。学生分组工作,分析使用金属、陶瓷、聚合物或纸张制造的特定产品的案例研究。这些案例研究比较了在产品生命周期的采矿、精炼、制造、使用和处置阶段所使用的成本、能源和资源以及产生的排放。在立法(扩大产品责任、回收授权和生态标签)和处置策略(填埋、焚烧、再利用和回收)方面辩论问题。讨论与环境影响评估和决策分析工具的发展相关的困难,以权衡技术、经济和环境绩效的权衡,并分析具体的案例研究。
我5650。材料高级力学“,”(4小时)
包括梁、板和壳等简单结构的应力、应变和变形分析。主题包括圆形和矩形板的经典理论;弯曲力和面内力的综合作用;板的屈曲;剪切变形和大挠度的影响;壳的膜理论;圆柱壳分析;介绍应用于梁、框架和环的能量方法;里茨法;稳定性的概念应用于一自由度和二自由度系统的屈曲杆,框架和环。 Permission of instructor required for undergraduate students.
我5653。无弹力。(4小时)
介绍了适用于速率无关和速率相关的塑性、蠕变、粘塑性、粘弹性和损伤的模型。强调非线性本构理论的跨学科性质。为学生提供一个机会,了解非线性和时间相关的材料行为的现象学方面,并获得发展和使用描述非弹性变形行为的数学模型的能力。
先决条件:我2355最低成绩为D或研究生课程录取
我5654。弹性和塑性。(4小时)
涵盖连续介质中的应力和应变分析。用符号法分析笛卡尔张量应力和应变的概念;点应力和应变;与张量概念的关系;平衡方程和相容方程;弹性,一般,轴对称,平面应力,平面应变的本构定律公式和解;弹性与结构力学理论的关系固体塑性/非弹性变形的物理基础;塑性的本构描述,包括屈服、硬化规则、Prandtl-Reuss本构定律和粘塑性。
先决条件:我4550最低成绩为B级或研究生课程录取
我5655。动力学与机械振动“,”(4小时)
涵盖离散和连续介质的动态响应。主题包括功和能量,脉冲和动量,拉格朗日动力学,对周期性和瞬态激励的自由和强制响应,减振器,多自由度系统的自由和强制响应,有和没有阻尼,模态分析方法,连续介质的振动,如拉伸,扭转和弯曲振动的棒,以及近似的分析方法。本科生需导师许可。
我5657。有限元法。(4小时)
专注于解决工程问题的数值技术。主题包括有限元方法的介绍;近似法和变分法;瑞利-里兹法和伽辽金公式;插值函数;桁架、梁、板、壳和实体构件;刚度矩阵和单元方程的汇编;有限元法在流体与传热问题中的应用线性、非线性和瞬态问题;静态和动态问题方程组的数值积分和解法; and use of a finite element general-purpose commercial package. Permission of instructor required for undergraduate students.
我5658。连续介质力学。(4小时)
涵盖一般连续介质中的应力、应变和位移。课程包括向量和张量微积分;应力、应变和变形的定义;连续介质的运动学;材料衍生品;变形张量速率、有限应变和变形;欧拉公式和拉格朗日公式;应变的几何度量;相对变形梯度、旋转和拉伸张量;兼容性条件; general principles; conservation of mass; momentum principles; energy balance; constitutive theories of materials (i.e., heat conduction, fluid mechanics, elastic solids, nonlinear elasticity, inelastic deformation of solids); variational principles; introduction to the nonlinear finite element formulations for solids, such as nonlinearities in solid mechanics, governing equations (strong form and weak form), finite element approximation, Newton-Raphson method, Lagrangian finite elements (total and updated Lagrangian approaches), and solution procedure.
先决条件:我4550最低成绩为B级或研究生课程录取
我5659。控制系统工程“,”(4小时)
涵盖动力系统设计和控制的概念。主题包括回顾连续时间系统建模和动态响应;反馈原理,经典和现代控制分析,设计技术,如根轨迹,频率响应(如波德图和奈奎斯特准则),和状态空间反馈;机电系统的动态分析、设计与控制;方框图代数或信号流图,极点和零点对系统响应特性的影响;可控性、可观测性、观测器设计和极点布置技术的原理;介绍自适应和学习控制和控制算法的数字实现。
我5665。肌肉骨骼生物力学。(4小时)
使用三部分格式,强调人体肌肉骨骼系统静态和动态的定量分析,包括,在第一部分,步态分析和人体关节系统上复杂负荷的估计。研究结缔组织和骨的形式是如何从功能中衍生出来的,包括骨、韧带、肌腱和软骨的材料特性的定量分析。在第三部分中,学生们以小组为单位,选择并研究肌肉骨骼生物力学中相关的当前主题,并将他们的发现展示给全班。要求先完成生物力学本科课程(东北大学)BIOE 2350或同等学历)。本科生需导师许可。
我5685。太阳能热工程。(4小时)
建立了一个在散射云的覆盖下每小时的直接和扩散辐射的模型,以及被动和主动系统对这种辐射的传输和吸收。考虑空气加热系统的设计和储存收集的能量的卵石床,并考虑了热交换器设计的要素。使用f图分析对家庭用水和/或空间供暖系统的经济性进行研究。需要事先完成我4570或同等学历。
我5690。燃气轮机燃烧。(4小时)
本课程为学生提供一个机会,了解与燃气涡轮发动机燃烧相关的基本物理、化学和空气动力学过程,以及它们与燃烧室设计和性能的相关性,应用范围从航空到发电。主题包括燃气涡轮发动机的历史和发展,热力学循环,传统和替代航空燃料,燃烧基础,燃料喷射和雾化,先进的壁面冷却技术,燃烧噪声的机制和控制噪声的方法,超低排放的设计和性能。
先决条件:我4570最低成绩为D或研究生课程录取
我5695。空气动力学。(4小时)
重点讨论在流体力学的应用中对外部流动的实际重要性。涵盖可压缩流动分析,以使用声速和马赫数的概念,并设计亚音速和超音速喷嘴,扩压器,和翼型。介绍了正激波和斜激波以及普朗特尔-迈耶膨胀法在超声速流动中的应用。讨论瑞利流和范诺流。研究并应用伯努利方程和势流理论进行翼型外流分析和升力产生理论。
我5700。多相运输。(4小时)
包括多相系统的基本原理,涉及液滴和气泡的毛细管效应,颗粒在流体中分散的动力学,相变和传热,多相系统的应用。为学生提供一个机会,以获得在不同场景下分析系统的工具,并遇到研究前沿和实际应用。介绍了这一领域的最新研究课题。
先决条件:(数学2341最低成绩为D;(我4570最低成绩为D或CHME 3312最低成绩为D))或研究生入学
我5978。独立的研究。(1 - 4小时)
在个别教员的监督下提供理论或实验工作。可无限重复。
我5984。研究。(1 - 4小时)
提供在教师监督下进行研究的机会。可无限重复。
机械及工业工程课程
MEIE 4701。Capstone设计(1小时)
提供两个课程序列中的第一个,使学生的教育和设计过程的经验达到高潮。学生们组成小组,并分配他们的设计项目和指导老师。项目可以是工业、部门或外部赞助的。学生应该使用互联网、电话会议和其他电子方式与他们的指导老师、课程协调员和赞助商进行交流。主题包括项目管理、伦理、成本分析、互联网和图书馆研究方法,以及工程规范和标准。学生准备书面报告并进行口头陈述。学生需要完成一份关于他们的问题的最先进的报告,以及一份带有规格和要求的问题陈述。
属性(s):NUpath顶点体验,NUpath创意表达/Innov, NUpath写作密集
MEIE 4702。2. Capstone设计(5小时)
仍在继续MEIE 4701.学生应将在本科学术和合作经验中获得的工程原理应用到系统、组件或过程的设计中。每个项目包括设计方法的开发和使用,设计问题陈述和规范的制定,替代解决方案的考虑,可行性考虑,以及详细的系统描述。项目包括经济因素、安全、可靠性、维护、美学、伦理、政治和社会影响等现实约束。学生们在一系列设计评审中对他们的结果进行口头陈述。学生们用一份包括执行摘要的书面报告记录他们的解决方案。完成课程需要他们的解决方案的工作原型或模拟。
先决条件:MEIE 4701最低成绩为I;((我4550最低成绩为D-或我4570最低成绩为D-)或(即4510年最低成绩为D-;即4515年最低成绩为D-;即4516年最低成绩为D-;即4530年最低成绩为D-))
属性(s):NUpath顶点体验,NUpath创意表达/Innov, NUpath写作密集