能源工程与环境管理 BEng (Hons)

University of East Anglia - 东英吉利大学

本模块将让你探索支撑工程的基本理论，涵盖流体、热力学、水力学、材料、结构、机械、电路和电子等学科。你将学习如何应用这些知识来确定工程机会，分析工程部件的性能，并支持工程设计过程。

通过本模块，你将探索工程活动的更广泛背景，并被引入工程设计。你将通过追求与可持续性、职业行为和创新相关的主题，了解专业工程师的不同角色和考虑。此外，你将接触到工程实践中的技术和数字创新，考虑视觉和图形通信、数学处理和数据分析。你将发展沟通、研究和评估技能，以支持真实世界的设计挑战。通过建设、迭代测试、实验室活动和从失败中学习，你将学习如何成为一个批判性的思考者和反思性的工程实践者.

作为本模块的一部分，你将涵盖微分、积分、向量、偏微分、常微分方程、进一步积分、幂级数扩展、复数和统计方法。除了理论背景外，还强调了应用实例。假设以前有微积分的知识。本模块是理学院一系列三个数学模块中的第一个，为那些提供坚实的本科数学培训。后续的模块是《科学家的数学》B和C。如果你在A-level数学考试中获得A*-C的成绩，或同等成绩，建议你参加。

本模块建立在对风能、潮汐能和水力发电的理解上，并介绍了与各种可再生能源技术有关的理论和原则，包括太阳能、热泵和地热源、燃料电池和氢经济、生物质能和厌氧消化。你将考虑这些不同的技术如何能够现实地对能源组合作出贡献。你将研究用于控制和鼓励发展的各种目标和立法手段。该模块的另一个关键方面是研究和应用可再生能源背景下的项目管理和财务项目评估技术。

本模块特意融合了传统上限制工程设计师的界限，使你能够充分探索在当代设计挑战中提出的设计原则和流程的广度。在综合学习框架的支持下，你将继续发展你的能力，跨越创意设计实践的界限，确定整体的设计解决方案。社会设计挑战将为所提出的问题增加现实世界的背景，因为您将探索促进实现当代设计实践中的革命性想法的问题。

本模块将建立在第一年机械工程学科的材料、力学、结构、流体和热力学的基础理论上，解释如何利用基本原理并将其发展为工作装置和工艺，以支持工程解决方案。

作为电子学的实用介绍，本模块的结构是依次考虑模拟电子和数字电子。你将涉及的主题包括无源和有源元件，包括运算放大器、晶体管、逻辑门、触发器和寄存器。你将学习的电路包括放大器、振荡器、调制器、组合和顺序逻辑以及状态机。你将花很多时间做实际工作，在讲座的支持下，你将建立原型电路，以及设计和建立印刷电路板（PCBs）。

矩阵代数：矩阵的介绍。线性方程组。使用基本操作解决线性方程组。矩阵和线性方程组。高斯消除法，行梯形和反置换。减少的行梯形；使用等级来区分无解、唯一解、无限多解的情况.矩阵反转.决定性因素。线性独立, 特征值和特征向量的计算.数值方法:解决矩阵系统的数字方法。迭代方法包括Jacobi迭代和Gauss-Seidel迭代.收敛标准。内插法。数值微分和积分。ODEs的数值积分。用Python（或Matlab）编程的要素。定义和操作变量。数组。数据输入和图形输出。函数。If/Then 语句和For 循环。实现线性方程组、非线性方程和ODEs积分的数值方法的程序。傅里叶数列和傅里叶变换。时间序列的介绍。频域。定义和属性。变换的例子。反变换的技术。对积分方程的应用.应用于线性ODEs和PDEs 二阶偏微分方程:基本概念和定义，波浪方程，热传导方程，拉普拉斯方程。变量分离的方法。应用此方法解决与上述P.D.E.相关的初始/边界值问题。D'Alembert对波浪方程的解。应用于解决无限和半无限域上的波浪方程的初值问题.

本模块具有很强的实践性，将使你研究电力是如何产生的，以及如何分配给用户。第一部分研究直流和交流电，并通过复杂的相位分析研究RLC电路的行为。第二部分将让你有机会研究发电机，从磁学和法拉第定律开始。在研究同步和异步发电机的同时，还将研究常规发电站和可再生能源发电（如风能）的应用。你还将研究变压器和输电线路，以便进行电力分配。研究电压转换方法，如整流器、降压和升压转换器，最后包括通过太阳能发电。你的实验课将建立在讲座的材料上，而这些材料又构成了课程作业的基础。

你将被介绍到化石燃料（石油、天然气和煤）的地质、经济和政治方面。这些都被用来讨论因使用化石燃料而引起的环境问题，以及未来燃料匮乏对社会的潜在深远影响。预计将有一些地球科学和基础化学的知识....。 本模块允许你独立选择和探索一个你特别感兴趣的项目研究主题，并与你的课程方向相联系。项目可以涉及设计、研究、实验、计算和其他活动。在可能的情况下，项目将与一个工业伙伴联系起来。技术内容将建立在前几年的研究基础上，同时该模块将嵌入新的项目管理、风险评估和沟通技巧。

本模块涉及核电和太阳能的技术和财务方面，同时让你应用工程实践模块的知识，做出包含健康和安全风险评估的道德决定。核设施的成功设计需要在一个规定了高容忍度的监管框架内进行详细的定量风险分析。此外，你将获得先进的知识和技能，为实现可持续发展而对光伏系统、太阳能热系统和混合动力系统的成本效益配置进行优化设计和性能分析。虽然这些能源被认为是更清洁的，但必须考虑环境影响和规划法，以及改变社会对这两种能源的看法。