探索美国机械工程中的能量领域：从古希腊的螺旋泵到现代的绿色能源技术
想要涉足机械工程（ME）领域，特别是在能量方向，你需具备扎实的工科背景。这不仅仅意味着你需要有出色的数学和物理学基础，更需要实战经验和计算机技能。在中国，专业划分细致，包括机械工程、车辆工程、自动化等。但在美国，这些方向通常都涵盖在一个大的机械工程专业下，个人兴趣和爱好成为选择专业方向的关键。
机械工程的历史可以追溯到古希腊和中国的古老发明，但如今在ME领域，中国的研究似乎已落后一步。美国最早开设工程专业的学校如U.S. Military Academy、Norwich University和Rensselaer Polytechnic Institute等在历史的长河中不断发展和创新。
进入美国的机械工程专业研究生阶段，特别是能量方向，你将会接触到多种多样的研究领域。以密歇根大学为例，能量研究涵盖了内燃机和发动机系统设计、燃烧学、污染物质的形成、车载系统仿真等多个方面。这不仅涉及到能量的方方面面，还与其他专业如电气工程（EE）、化学工程等有交集。
在机械工程领域，能量的研究更偏向于设备的研究和学习。而电气工程则更多地关注电能的存储和传输。在这个领域里，强电和弱电是两个主要的方向，而强电主要集中在电力的传输和存储上。电能在传输过程中会有损耗，这与传输材料的电阻有关。材料科学，特别是超导材料的研究在这个领域非常热门。
对于想要申请机械工程专业的学生来说，无论选择哪个方向，都需要具备扎实的物理知识。而对于就业方向来说，机械工程师不仅关注如何产生、储存能量，还关注能量的运动方式。许多机械工程师选择在工业界发展，从事与电能、天然气和石油相关的职业。随着绿色能源技术的兴起，许多机械工程师也投身于太阳能、风能和地热系统的开发与研究。他们致力于发明更高效的汽车、发动机和其他装置，以降低燃料消耗并推动更环保的能源使用方式。热能如何影响系统和机器也是机械工程师关注的重点之一。
美国能源结构的数据为想要选择专攻领域的学生提供了有价值的参考。美国的电力供应中，近一半来自煤炭燃烧转换，仅有五分之一来自核裂变技术。剩下的电力主要依赖于天然气和石油等传统资源。作为未来的机械工程师，你将有机会参与到这个巨大的产业中来，为实现更加绿色可持续的未来做出贡献。未来能源探索：化石燃料之后是什么？
随着时代的发展，对于能源的探索与利用不断演进。当下，许多可再生能源的拥护者坚信太阳能和风能会在不久的将来替代大部分现有的发电厂。而在未来主义者的视野中，氢和核能成为了重要的探索方向。那么，我们的申请者们的信念又是什么呢？
在美国，大约四分之三的能源来源于矿物燃料，这些燃料为美国的经济发展提供了强大的动力，但同时也为空气污染做出了不小的“贡献”，排放的二氧化碳、氮氧化物以及硫氧化物成为环境污染的主要源头。
尽管人人都明白可再生资源的价值，但其发展却并非如人们期望的那般迅猛。这其中涉及到巨大的科研投入，需要和各界的大力支持和关注。目前，美国仅有18%的电力来源于可再生能源，其中水力发电占据了主导地位。而乙醇和生物柴油也为美国的燃料市场提供了重要的补充。
与此核能作为一种清洁、高效的能源形式，在全球范围内占据了13%的发电份额。核工厂的运营成本相对较低，但其建设和取得运营执照的过程却十分昂贵。尽管如此，核能依然是全球能源结构中的重要一环。
在制造业领域，为了不断提高操作效率，机械工程师们不断设计和制造出一系列先进的机器与系统。这其中涉及到的领域广泛，包括空气污染控制、自动化、物料搬运、设备运转技术等。以密歇根大学为例，其在制造业方面的研究涵盖了从纳米技术到大规模生产系统的多个领域。这个方向的学生不仅需要掌握机械原理、固体力学等基础知识，还需要熟悉计算机辅助设计工具。由于现代制造业的交叉性，该领域的学生还需要涉猎电子工程、计算机科学等相关知识。
而在设计力学领域，工程师们致力于为消费者和工业界设计所需的设备。从家用电器到宇宙飞船，任何需要机械运动的物品都离不开他们的精心设计。这其中涉及的不仅仅是工程特性的考量，如耐用性和性能，还涉及到外观设计和用户体验，这往往需要与计算机领域的专业人士合作完成。医学生物技术也成为了机械工程师们日益关注的领域，他们正在积极研发生物医疗器械，这一领域与材料科学、电子和计算机工程都有深度的交叉。
能源、制造与设计力学都是当今工程领域的重要方向，它们的发展受到、企业和研究机构的广泛关注。而对于申请者来说，选择哪个方向深造，不仅要结合自己的兴趣和专长，还要考虑未来的职业发展和市场需求。在密歇根大学的Design领域，该大学拥有多个令人瞩目的研究方向。微型和纳米精度系统（Micro and Nano Precision Systems）、智能结构和材料（Smart Structures and Materials）、纳米系统（Nanoscale Systems）等，这些方向体现了大学在前沿技术领域的深厚实力。还有Compliant Mechanisms（柔性结构）、Multi-disciplinary Design Optimization（多学科设计优化）等方向，展示了其在跨学科研究方面的优势。在组装、拆卸及供应链方面，大学也投入了大量精力进行研究。值得一提的是，该大学的Design领域还包括医学设备设计和全球卫生设计，这体现了其在医疗领域的贡献。可持续的产品、流程和政策设计也是其重点研究领域之一。
一个优秀的设计工程师需要对客户需求、服务环境、工业标准、材料、生产过程和公差等有深入的了解。在设计工程中，CAD工具如计算、建模和模拟等通常是必备技能。申请者如果对物理产品、工具的设计过程有所了解，将会大有裨益。在申请过程中，申请者需要展现出强大的力学知识和机械理论基础知识，这些知识与工业设计有所交叉但又有所不同。工业设计的重心更多在于艺术美感，而密歇根大学的设计工程则更注重设计的可行性。例如，设计手机外壳时，工程师需要考虑材料强度、保护功能以及厚度等因素。
谈及美国机械工程专业名校的要求，加州大学伯克利分校无疑是其中的佼佼者。该校机械工程专业的毕业生在航天工程、汽车设计、消费电子学、生物科技和生物工程等领域都有广泛的就业前景。其研究集中在五个主要领域：生物机械工程和健康、复杂系统的控制和力学、能源科学和技术等。该校的机械工程课程提供三种硕士学位项目，每种项目都有其独特的特点和要求。其中，专业硕士项目申请者较多，而另一种项目主要针对申请PhD的学生。UC系统中的Berkeley和UCLA在申请难度上都很大，需要申请者在硬件成绩和各方面都表现出色才有可能被录取。
伊利诺伊大学香槟分校的机械工程学科也备受瞩目。其机械科学与工程学院提供了两个硕士学位项目，目前拥有超过300名研究生，其中博士生占比超过一半。这些都在展示着该大学在机械工程领域的实力和影响力。UIUC的MechSE：融合科技与社会的机械力量
UIUC的MechSE，作为机械科学与工程的汇聚之地，集中了七大研究领域，这七大领域不仅仅是学术上的探索，更是对社会需求的回应。这些领域的研究旨在满足社会进步的各个关键领域的需求。让我们深入了解这些研究领域是如何为社会服务的。
我们看到的是流体力学和固体力学的研究。这些领域的研究对于防御和安全至关重要，为化学和生物毒素的检测提供了精密的技术支持。与此对于清除空气和水中的污染物，研究者们正在致力于寻求有效手段。这正是当前环境保护所迫切需要的解决方案。接着进入热转移和热力学的研究领域。新能源的存储和应用研究是当前的重要话题，氢能源和其他可再生能源的生产和运输技术在此领域显得尤为重要。为了更好地理解和应用燃料电池发动机技术，对能源的动力学和控制研究也在深入进行中。而化学和物理研究则是为了更深入地探索自然界的奥秘，为各领域的发展提供理论基础。计算和应用数学的应用，无疑为上述所有领域提供了强大的技术支持和数据分析手段。这些领域的交叉融合，使得UIUC的MechSE成为满足社会需求的关键力量。
在申请方面，UIUC的MechSE对于申请者有着严格的要求。申请者需要拥有机械工程或相关领域的学士学位背景。对于语言能力的要求也相当高，托福最低分数要求为103分。对于那些学术和研究背景特别突出的申请者来说，学校提供了一个特殊的录取方案。即使托福分数达到最低要求的90分，申请者也有机会获得录取的机会。但录取后，需要在前两年的每个学期都学习一门英语作为第二语言的课程。值得一提的是，UIUC的ME系近年来每年平均吸引了约325名学生申请，其中约有半数的学生是博士生。而对于女性申请者，学校更是鼓励她们积极申请。在申请过程中，申请者需要注意学校的审核程序。每年的九月中旬开始，录取委员会会定期开会审核申请者的材料并给出录取结果。尽早提交申请是至关重要的。申请者的努力与学校的严格审核都是为了培养未来满足社会需求的专业人才。因此无论是对申请者还是学校来说都是一个双向的选择过程——在寻求最优秀人才的同时也为社会培育未来的科研力量与专业人才资源池奠定了基础。这样的教育模式与人才培养策略体现了学术研究的严谨性与社会需求的紧密结合也展示了高校为社会服务的责任与担当使命。UIUC的工科学生就业情况一直相当出色。特别是该系的MS毕业生，他们的平均起薪高达63,487美元，这是一个相当吸引人的数字。
密歇根大学—安娜堡校区的机械工程（ME）专业硕士学位M.S.E.提供了三种不同的选择，以满足不同学生的需求。
第一种选择是仅参加课程学习，适合那些不打算进行深入研究的学生，这是一个一年制项目。第二种选择结合了课程学习和一个独立的研究项目，适合那些希望在工业界发展但又希望获得独立研究或项目经验的学生，通常需要1年半到2年的时间来完成。第三种选择则包含课程学习与M.S.E.论文，适合对工业研究和发展、教学或者继续攻读PhD感兴趣的学生，他们需要自主选择研究导师。
在申请要求方面，硬件条件包括GRE分数要求在80%-90%之间，TOEFL要达到84分，GPA要在3.2-3.5之间。高质量的推荐信和个人陈述也是申请的重要软件条件。
斯坦福大学的机械工程（ME）专业MS项目是一个专业的职业导向项目，旨在培养进入工业界的人才。该专业的硕士项目提供了广泛的分支方向，包括general的学位和专门的学位。机械工程专业的分支领域涵盖了能量科学和技术、推进、传感和控制、纳米和微机械设计、机电学、计算机模拟、固体力学和流体力学、微机电系统以及生物机械工程等。
根据学校的统计，斯坦福大学的机械工程（ME）专业学生毕业后就业率极高。对于读硕士的学生，多数进入了工业界或继续攻读博士学位。进入工业界的毕业生起始平均薪水为77,319美元。最近的调查显示，持有MS学位的校友在工作职位上的就业率极高。所有参与调查的本科生都在毕业后的一年内成为了产品设计工程师、机械工程师、分析家和咨询师、控制系统工程师、研发工程师或机器人工程师等。
