[专业解析]美国留学专知多少之机械工程专业4

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加州理工学院的机械工程专业实验室研究项目有：

1.Nanoscale Architectural Engineering纳米级建筑工程

Nanoscale Architectural Engineering for High Performance Solid Oxide Fuel Cells

固体氧化物燃料电池（SOFC），是已知最有效的化学能转换装置的燃料储存电能。在大与下游热回收中，有高达75％的效率，固定式发电系统，预计规模，远远高于与燃烧系统甚至可能过剩。因为成本高，性能有限固体氧化物燃料电池还没有得到广泛使用。为了解决这些新型燃料，加州理工学院目前研究采用先进的纳米结构和微结构材料，如纳米线和反蛋白石结构，以及化学反应模型，开发出高性能的固体氧化物燃料电池。

2.Explosions and Safety爆炸和安全

意外爆炸，火焰和爆炸都是在石油化工，核电，发电和输电行业使用液态和气态燃料严重的潜在危险。此研究是对以上问题的分析，缓解和防止燃烧爆炸涉及基础研究，其中包括流体力学，固体力学，流体结构间的相互作用。

3.Multiscale Modeling of Materials多尺度材料模型

Multiscale modeling of materials

查尔斯弗兰克说晶体就像人类一样：有种残缺的美。这是复杂的物理现象，即广泛的量子纳米尺度的机械物理学微米级弹性缺陷的相互作用。加州理工学院的研究人员最近开发出一种无缝的方法，用宏观尺度的电子结构计算表。运用这一方法解决了棱柱形位错，有材料辐照损伤的重要机制核的各种问题。

4.The Role of Forces During Cell Migration细胞迁移的作用

The role of forces during cell migration

三维定量表征软生物材料的变形应用于细胞的迁移。本研究使用了最近开发的三维成像技术，定量测量让软生物材料领域的细胞位移透明化，并且结合了激光扫描共聚焦显微镜和数字量的相关性。目前，这种方法用来研究凝胶和人工合成细胞外基质蛋白的成纤维细胞迁移的变形场。通过宏观尺度的电子结构计算方法解决了棱柱形位错，有材料辐照损伤的重要机制核的各种问题。

5.Neural Prosthetics神经假肢

Neural Prosthetics神经假肢

很多人有过这样的设想：我们直接打开我们的电脑，然后打开我们需要的文件开始办公，或者是我们的精神意识指挥着光标在屏幕上不停的移动。在加州理工学院机械系中，研究研究结果显示猴子可以完成这样的动作，这一壮举实现了跨学科的研究，通过开创性的研究记过证明了这一技术在未来人们生活中会得到广泛的应用并得到普及。神经假体可以说是一种直接的大脑接口，它实现了灵长类动物，通过手术植入的电极阵列的使用和相关的计算机算法，来控制纯粹的思想。这种技术的第一批受益者很可能是脊髓损伤病人，末梢神经疾病，或ALS的（肌萎缩性侧索硬化症）。单单在美国的就有228万例这样的患者，巨大的市场潜力。

6. Bubble Collapse泡沫破裂

模拟：一个受冲击波墙壁倒塌球形气泡

数值纹影（上图）和压力（下图）在倒塌的非球面变形的泡沫产生的冲击波。过程中产生的压力可能导致重大的周围结构结构性破坏。这种现象表现在许多应用中，例如：螺旋桨叶片侵蚀，泵叶轮的肾结石粉碎。

7. Separated Flow分离流

Separated flow behind a rectangular airfoil矩形机翼后分离流

分离流动背后的低高宽对微型飞行器的利益同昆虫翅膀飞行机制相似。三维旋涡的形成和周围纯粹的转化在低雷诺数进行调查，了解非定常涡及翅膀演变可以用来增加升力。

8. Booming Sands飞沙

Booming Sands

自从马可波罗探险之旅后遇到困惑以来，沙丘就引起了部分人士的关注，很多人对沙丘感兴趣，开始研究他们，在自然雪崩和沙丘下滑过程中沙子发出连续不断低频率声音，声音可以持续数分钟，从数公里之外都可听见。由此产生的声发射的特征是显性听觉频率（70 - 105赫兹）和几个高次谐波。由加州理工学院地震折射实验证明了在沙丘内部结构中存在多层次行为波导声能。反射波之间的建设性的干预使频率扩增，此项研究着重于其他地球物理测量和支持沙丘波导的有限差分模拟模型。

9. Active Materials and Devices主动材料与器件

Active materials and devices

活性物质之间的机械显示，电，磁，热和其他财产不寻常的耦合。它们是从技术的基础上，申请一个属性可以控制使用其他。目前的研究，从根本理解加州理工学院的具体应用，一个例子是前者的新的低滞后活性物质，而后者是铁纳米光电器件的几何相结合的机会，本地化与光子晶体的铁电材料固有的复杂度的材料获得了前所未有的可调谐光子器件的发展。

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