详解美国大学机械工程专业

2021/08/26/周四 13:58

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机械类专业是一个实实在在的专业,大到万吨巨轮,小到移动电话,高精到航天飞机,普通到曲别针的制造,都离不开该类人才。
并且,这类专业还具有通用性的优势:学建筑机械的去搞医疗器械能适应,学石油机械的去造飞机也没问题。
因此,ME专业逐渐成为众多留学生申请留学的热门专业。
专业介绍:
美国学校的ME专业设置,主要有两种方式,一种是学校开设有机械工程学院,即在申请的时候就已经分为了单独的机械工程专业,比如单独的BME、Robotics等,另一种是在工程学院下的机械工程系设置的,即在申请的时候是ME专业,而在ME专业下又分为concentration,比如生物工程、机械设计、流体机械、汽车、机器人、纳米材料等等。
专业方向
由于Concentration有不同的侧重点,又可以将ME专业的方向分为能源大类、制造大类、材料大类、控制大类。
一、能源大类
能源大类包括太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量等可再生能量之间的转化,也包括了石油、天然气、煤和铀等不可再生能源之间的转化。能源大类中主要包括了能源、摩擦、燃烧、流体这四个方向,目前能源和流体方向比较火热,我们着重说一下这两个方向。
a, 能源方向
说起能源,这真的是大大小小的国家都在关注的问题,尤其是关于新能源的开发和利用,更是进行的如火如荼。能源方向的研究主要集中在新能源的开发,和各种能量转换设备的设计和制造上。以University of Michigan为例,Energy的研究领域跨越了能源研究的每一个层次,包括了高效能源转换、储存材料、设备的设计和制造到工业过程、电力系统的有效利用,以及其对能源政策的影响等多个方向。
各个国家都很重视能源方面的研究,能源方向的就业前景还是比较可观的。这个方向的毕业生,既可以在Industry里从事与电能、天然气和石油相关的职业,还可以从事替代或者补充传统能源的新能源物质(太阳能、风能和地热系统等)的开发工作。
b,流体方向
这个方向的研究内容,主要在航空航天领域和能量转换的相关领域。Stanford,Cornell,Princeton,Caltech,UCB等是在这方向上比较厉害的学校,但又各有偏重,比如斯坦福大学是湍流中心、康奈尔大学以CFD为主、而加州大学伯克利分校的重点在于传热方面等。
在就业方面可能不太利于留学生在美国找到像波音,民航飞机等这方面的工作,因为这方面会涉及到美国方面的国土安全,即便留学生很优秀,他们也不会录用。
但这个方向还是有许多其他出路的,像HVAC、CFD等都是就业机会较多又不看身份的专业方向。并且还可以做faculty,走学术道路也是非常不错的选择。
二、制造大类
制造大类主要包括了设计和制造两大方向。
a,设计方向
这个方向包括的内容主要有机械设计、产品设计、设计方法学、计算机辅助设计等方面。申请这个方向的学生需要具备机械理论基础(分具体机构和整体制造流程理论两大方面)和设计基础(比如素描功底和电脑绘图软件Photoshop,ProE等的运用)。并且与工业设计不同的是,ME的设计更偏向于实用性,更注重产品的选材设计。
b,制造方向
这个方向的研究内容包括计算机辅助制造、制造系统、纳米制造等,同时也是国内的同学们比较热于申请的方向,竞争场面很是激烈。
美国学校基本都以Design & Manufacturing存在,个别大学像佐治亚理工学校、密西根安娜堡分校等是将Manufacturing单独设立的,在制造方面实力比较雄厚。
一般来说美国大学里的Design & Manufacturing方向规模都不大,但就业却很占优势。因为该方向的毕业生,通常会参与某样产品相应的制造系统的研发设计以及制造,美国很多的制造业或者高科技公司都需要这方面的人才。
三、材料大类
这个大类涉及的是机械领域的纳米微米材料,聚合工程,生物机械等方向。
a,纳米微米机械材料
纳米技术作为一门新兴的技术,与机械领域在材料及固体力学、材料机械特性等领域互有交叉,为机械领域提供了一种全新的材料选择的可能,所以发展前景十分可观。
b,生物机械方向
这个方向是新兴学科与传统基础学科相碰撞而产生的新方向,主要集中在生物机械、生物材料与设备、生物医学机械工程,神经工程学等生物学领域,因此有生物学、机械工程或医学知识等领域的知识背景的申请者,会更受青睐。
四、控制大类
控制大类主要包括了计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统声学、激光技术、光电测量,声音动力学、公路噪音控制、震动等领域。
a,计算机辅助工程
这个领域更偏向于EE和CS,对于拥有EE和CS背景的申请者是比较欢迎的,受欢迎的同时,竞争也很激烈,是ME申请方向中最难的一个,当然就业前景是没得话说的。
b,微电子系统
该方向是和EE方向的专业设置有交叉的一门新兴学科,正是由于EE专业中也有这个方向的设置,因此也颇受申请者的欢迎。由于微电子系统的研究方向主要围绕着纳米方面,所以有强纳米材料背景的申请者在申请中略有优势。
另外,除了以上列举的四个方向之外,还有声学和光学两个新兴的小方向。
基础课程设置
ME的基础课程主要是这些:
数学(微积分、微分方程、线性代数):Mathematics(in particular, calculus, differential equations, and linear algebra)
静力学及动力学 :statics and dynamics ·
材料与固体力学强度:Strength of materials and solid mechanics
热力学、热传学、能量转换、冷冻原理及空气调节学:thermodynamics, heat transfer, energy conversion, and refrigeration/air conditioning
流体力学及流体动力学:fluid mechanics/fluid dynamics
制造工程:Manufacturing engineering, technology, or processes
机电与机器人:Mechatronics, and robotics
震动控制理论与控制工程:Vibration, control theory and control engineering ·
计算机辅助设计与制造:computer-aided design (CAD) and computer-aidedmanufacturing (CAM)
测量:instrumentation
项目开设情况
1)斯坦福大学:
Stanford University机械工程专业的MS项目是一个professional的项目,是为了培养想进入industry的人才而开设的学位。尽管斯坦福的招生数量不少,但近些年来招收中国学生的比例逐渐降低,所以如果想要申请斯坦福的机械工程,除了硬件实力出众之外,牛推、名校本科等软实力也缺一不可。
主要的研究方向:
申请背景:斯坦福的MS项目需要申请者具有本科学士学位并拥有工程学、物理等专业背景。
申请要求:https://me.stanford.edu/admissions/masters-admissions
2)麻省理工学院:
MIT的机械工程学院下设9个学位,主要的研究方向大概是:Modeling、Experimentation & Computation、 Product Realization、Controls、 Robotics & Instrumentation 和 Energy Science & Engineering等。尽管MIT每年的招生规模不大,但根据往年的录取情况来看,MIT的ME专业的MS和MEng还是喜欢招中国人的。
研究领域: http://gradadmissions.mit.edu/programs/meche
申请背景:要求申请人在本科阶段至少有一门ME核心课程(如固体力学、动力学、流体力学、热力学、传热、材料、控制、设计和制造),并熟悉基本的电路和电磁场理论。
申请要求:http://meche.mit.edu/education/prospective-students/graduate/apply
3)加州大学伯克利分校
UCBerkeley的机械工程专业在全美排名名列前茅,加上MS ME在中国招生非常少,所以成功的申请者GRE成绩多数都高于90%。另外,UCB的ME专业设置更偏向于研究,多数的MS学生会选择继续读PhD。
主要研究领域:
http://www.me.berkeley.edu/research/research-areas-and-major-fields
申请要求:
http://www.me.berkeley.edu/graduate/admissions/required-materials
4)密歇根大学安娜堡分校
密歇根大学安娜堡分校的机械工程系有超过150年的历史,其研究生项目的排名常年保持在TOP5,是美国最顶级的机械系之一。密歇根大学安娜堡分校的机械工程系最nice的一点就是选课很灵活,如果你对纯理论课和team project之外的科研很感兴趣的话,还可以选择一到两门individual research project的课程,甚至可以完成一个thesis,体现一下PhD的感觉。
主要的研究内容:
https://me.engin.umich.edu/research/areas
申请背景:密歇根大学安娜堡分校会要求申请者拥有机械工程或相关专业(包括数学、科学、工程学等)背景,但非机械工程专业硕士也可以申请。
申请要求:
https://me.engin.umich.edu/academics/graduate/admissions/application-requirements
其他有优势的项目:
1)普渡大学西拉法叶校区:
研究领域:https://engineering.purdue.edu/ME/Research
普渡大学的机械工程学院的核心研究方向为Acoustics and Noise Control,Heat Transfer,Fluid Mechanics and Propulsion,Mechanics and Vibration,Manufacturing and Materials Processing等方向。
2)Cornell University:
研究领域:http://www.mae.cornell.edu/
康奈尔大学的主要研究方向是turbulence,solid mechanics,materials synthesis and processing。
3)Caltech
(California Institute of Technology)
Caltech的ME专业在Engineering and Applied Science 里,属于航空、应用机械、应用物理、CS、动力与控制系统、EE、材料科学和物理等专业的平行学科。
院校排名
根据USnews公布的数据显示,ME专业排名Top20 的学校为:
1、Massachusetts Institute of Technology
1、Stanford University
3、University of California-Berkeley
4、California Institute of Technology
4、University of Michigan-Ann Arbor
6、Georgia Institute of Technology
7、niversity of Illinois-Urbana-Champaign
8、Carnegie Mellon University
9、Cornell University
10、Purdue University-West Lafayette
11、Northwestern University (McCormick)
12、Princeton University
13、University of Texas-Austin (Cockrell)
14、University of California-Los Angeles (Samueli)
15、Johns Hopkins University (Whiting)
16、Pennsylvania State University-University Park
17、Texas A&M University-College Station (Look)
18、University of California-San Diego
19、University of Minnesota-Twin Cities
20、University of Wisconsin-Madison
大部分的工科学生申请都比较注重专排,但ME的专排和department的大小有非常直接的关系,希望同学们能够综合分析,再进行选择。
以Gatech和哈佛为例,Gatech的ME专业在美国公认为比较优秀的,主要的原因是它自身的项目强,学科设置全、学院规模也很大,反观哈佛的ME专业,虽然只有几个项目,但个个都是业界比较顶尖的项目。
另外还有耶鲁大学,整个工学院人数加起来可能还没有很多工程大校一个专业的人多,但耶鲁开展的几个ME项目都位于领域的前沿。
但从就业方面来说,尽管这些IVY的research做的很好,但跟Gatech,UIUC,Umich,TAMU,Purdue这些工程学院的巨无霸学校相比,校友资源和在工业界的影响力却未必有这么广泛,所以当HR面对两个国际生candidate的时候,即便你是IVY,也有可能在校友资源上吃亏。
申请的硬性要求
GPA
TOP30学校的官网上一般都要求GPA最低达到3.0/4.0,但实际录取的GPA数据均值基本在3.5+,那些专业比较top的学校,比如密西根安娜堡分校要求的GPA均分则为3.7/4.0,因此GPA是越高越好的,尤其是对于研究经验不多的普本学生来说,GPA刷高是王道,不然你可能直接就被淘汰了。
托福/雅思
申请排名比较靠前的学校,TOEFL需要在100分以上(PBT600+),有的学校除了对总分有要求,还对分项有要求,比如康奈尔大学要求口语22分,否则根本不会审查你的材料。
另外,部分学校不接受雅思成绩或托福成绩优先,在申请前一定要提前看清楚官网的申请要求。
GRE/GMAT
美国ME专业对GRE分数要求不太严苛,不同档次的院校对于GRE的要求差距也不是很大,申请top30学校:GRE320+,无需GRE Subject成绩,但GRE Subject考到90%是加分点;申请top30-60学校:GRE一般需要315分+;申请top60-100学校:GRE一般需要310+。
还有,ME专业通常不接受GMAT成绩。



