Гражданская и экологическая инженерия

Основные направления исследований для отдела включают в себя: материалы, конструкции и геосистемы; химия окружающей среды и токсикология; экологическая инженерия; и гидрология и гидродинамика. В этих областях студенты могут изучать инженерную механику, вычислительную механику, геоматериалы и геомеханику окружающей среды, инженерную и экологическую геофизику, структурную инженерию, разработку водных ресурсов, гидрологию, динамику окружающей среды, а также химические и биологические аспекты загрязнения воды, атмосферы и почвы, среди других.

• 6 кредитов на курсах кафедры
• 9 кредитов в базовых курсах ЦВЕ по конкретным учебным программам
• Не менее 9 кредитов из других утвержденных курсов для выпускников, с предпочтением для инженерных курсов.
• 6 исследовательских кредитов для поддержки их диссертации MS. Студент сдает устный экзамен по диссертации.
• Участие в выпускном коллоквиуме
• Заполнение формы рубрики (тезис или не тезис)

Максимум 12 из 30 кредитов могут быть получены путем перевода предыдущих кредитов выпускников в соответствии с правилами аспирантуры.

Учебные планы

ОБУЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА И НАУКА ВЫЧИСЛЕНИЕ

Вычислительная механика включает разработку и использование вычислительных методов для изучения задач, регулируемых законами механики. Современная вычислительная механика воплощена в широкой области вычислительной науки и техники. Эта дисциплина играет фундаментальную роль в огромном количестве важных проблем в науке и технике. Университет Герцога имеет уникальные возможности и всемирно известный факультет в этой области. Студенты вычислительной механики в Duke получают первичную подготовку по основным дисциплинам прикладной математики, численных методов, информатики и механики.

Студенты должны пройти в общей сложности не менее пяти курсов из набора, перечисленного ниже, с по крайней мере один курс в каждой из четырех основных областей.

Математика

• Математика 531. Базовый анализ I
• Математика 541. Прикладные стохастические процессы
• Математика 551. Прикладные дифференциальные уравнения в частных производных и комплексные переменные
• Математика 561. Научные вычисления I
• Математика 635. Функциональный анализ
• CEE 690. Математический анализ метода конечных элементов

Численные методы

• CEE 530. Введение в метод конечных элементов
• CEE 531. Методы конечных элементов для задач механики жидкости
• CEE 630. Нелинейный метод конечных элементов
• CEE 690. Численная оптимизация

Информатика

• CS 201. Структуры данных и алгоритмы
• CS 308. Разработка программного обеспечения
• ECE 551D. Программирование, структуры данных и алгоритмы на C ++

Технические науки и механика

• CEE 520. Механика сплошных сред
• ME 531. Термодинамика
• ME 555. Вычислительное материаловедение
• ME 631. Промежуточная динамика жидкости
• ME 632. Продвинутая гидродинамика

ИССЛЕДОВАНИЕ: ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОМЕХАНИКА И ГЕОФИЗИКА

Фокус инженерной и экологической геомеханики и геофизики (EEGG) отражает современные разработки в области геомеханики и геофизики, которые направлены на применение новых технологий в современной энергетике, проблемы глобального здравоохранения связанные с геоэкологией и защитой окружающей среды: обычная и нетрадиционная разведка и эксплуатация ископаемого топлива, включая сланцевый газ и нефть, удаление ядерных, промышленных и муниципальных отходов, улавливание CO2, производство геотермальной энергии, хранение, обеспечение чистой водой в засушливых районах , чтобы упомянуть несколько.

Основная область интересов охватывает мультифизические и многомасштабные задачи для изучения проблем, связанных с механикой и различными физико-химическими процессами геоматериалов. Университет Герцога имеет всемирно известный факультет в этой области и предлагает возможности для интенсивного международного сотрудничества и взаимодействия. Студенты EEGG в Duke получают первичную подготовку по основным дисциплинам прикладной механики геоматериалов и неинвазивных геофизических методов при характеристике геоматериалов для инженерных и экологических целей и включают лабораторные и полевые испытания.

Студенты должны пройти в общей сложности не менее пяти курсов из набора, перечисленного ниже, по крайней мере по одному курсу в каждой из четырех основных областей.

Математика

• Математика 551. Прикладные дифференциальные уравнения в частных производных и комплексные переменные
• Математика 557. Введение в уравнения с частными производными
• Математика 561. Научные вычисления I
• Математика 557. Математическое моделирование

Численные методы

• CEE 530. Введение в метод конечных элементов
• CEE 630. Нелинейный метод конечных элементов
• CEE 635. Вычислительные методы для развития разрывов и интерфейсов

Геомеханика и геофизика

• CEE 525. Распространение волн в упругих и пороупругих средах
• CEE 560. Экологические транспортные явления
• CEE 621. Пластичность
• CEE 642. Экологическая геомеханика
• ЦВЕ 686. Экогидрология

Технические науки и механика

• CEE 520. Механика сплошных сред
• ЦВЕ 541. Структурная динамика
• ME 531. Термодинамика
• ME 631. Механика промежуточных жидкостей
• ME 632. Продвинутая механика жидкости

ОБУЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ И ОПТИМИЗАЦИЯ

Динамика преобладает в механике разнообразных инженерных и естественных систем, и сбои системы часто зависят от факторов, которые можно оценить только при значительной неопределенности. Поэтому разработка (или оптимизация) мер по снижению отказа требует моделирования переходных динамических аспектов механизмов отказа, неопределенностей в пропускной способности системы и, что важно, неопределенностей в загрузке системы. Эта аспирантура концентрируется на современных методах динамического системного анализа, численного моделирования и параллельных вычислений: инструментах, которые можно использовать для количественной оценки рисков с беспрецедентным реализмом. В учебной программе используются основные курсы по основным дисциплинам прикладной математики, численных методов, моделирования неопределенности и механики.

Учащиеся должны пройти в общей сложности не менее пяти курсов из набора, перечисленного ниже, по крайней мере с одним Конечно, в каждой из четырех основных областей.

Математика

• Математика 551. Прикладные дифференциальные уравнения в частных производных и комплексные переменные
• Математика 555. Обыкновенные дифференциальные уравнения
• Математика 561. Научные вычисления I
• ME 627. Теория линейных систем

Численные методы

• CEE 530. Введение в метод конечных элементов
• CEE 630. Нелинейный метод конечных элементов
• CEE 690. Численная оптимизация

Моделирование неопределенности

• Стат 611. Введение в современную статистику
• ME 555. Методы количественной оценки неопределенности
• Математика 541. Прикладные стохастические процессы
• Математика 641. Вероятность

Технические науки и механика

• CEE 520. Механика сплошных сред
• ЦВЕ 541. Структурная динамика
• CEE 629. Идентификация системы
• ME 527. Сгибание инженерных сооружений
• ME 742. Нелинейная механическая вибрация
• BME 590. Вязкоупругая биомеханика

ОБУЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: ГИДРОЛОГИЯ И ДИНАМИКА ЖИДКОСТИ

Аспирантура по инженерной экологии очень междисциплинарна и предлагает студентам огромную гибкость в разработке программы для выпускников, которая отвечает индивидуальным интересам. Исследования сосредоточены на некоторых наиболее современных открытых проблемах в области динамики гидродинамики, гидрологии и водных ресурсов. Текущие темы исследований включают в себя: гидрометеорологию (динамика осадков, взаимодействие между землей и атмосферой, дистанционное зондирование), эко-гидрологию (влияние изменчивости гидроклимата на экосистемы и обратную связь по гидрологическому циклу и местному климату), гидрологию переноса загрязняющих веществ (взаимодействие между поверхностью и поверхностью), динамика круговорота воды и здоровье человека, а также стохастическая гидрология.

В дополнение к курсам, предлагаемым в Технической школе Пратта, студенты могут посещать курсы в профессиональных школах и институтах Дьюка, включая Николасскую школу по окружающей среде и наукам о Земле. , Николасский институт решений для экологической политики и Санфордский институт государственной политики.

В рамках курса MS / PhD и исследовательских возможностей, предлагаемых студентам-экологам Duke, есть два направления обучения, охватывающие водные ресурсы. инженерные, гидрологические, гидродинамика окружающей среды, химические и биологические аспекты загрязнения воды, атмосферы, среди прочих.

Учащиеся должны пройти в общей сложности не менее пяти курсов из набора, перечисленного ниже, по крайней мере один курс в каждой из четырех основных областей.

Применяется Математика / Статистика

• CEE 501 (202): прикладная математика для инженеров
• CEE 502 (200): анализ технических данных
• STA 611 (213): введение в статистические методы
• MATH 561 (224): научные вычисления
• МАТ 577 (229): математическое моделирование

Динамика окружающей среды

• ME 631 (226): механика промежуточных жидкостей
• ME 632 (227): расширенная механика жидкости
• CEE 690 (265): введение в турбулентность
• ENVIRON 856 (356): механика защиты окружающей среды

Гидрометеорология и экогидрология

• ЦВЕ 684 (224): физическая гидрология и гидрометеорология
• CEE 686 (220): экогидрология
• CEE 690 (265): растительность и гидрология
• ENVIRON 564 (282): биогеохимия

Гидрология транспорта загрязняющих веществ

• CEE 581 (245): системы транспорта загрязнителей
• CEE 585 (260): гидрология в вадозной зоне
• CEE 683 (227): гидрология подземных вод и перенос загрязняющих веществ

ИССЛЕДОВАНИЕ: ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИНЖИНИРИНГА

Аспирантура по инженерной экологии очень междисциплинарна и предлагает студентам огромную гибкость в разработке программы для выпускников, которая отвечает индивидуальным интересам. Исследования сосредоточены на явлениях, которые управляют происхождением, переносом, трансформацией и воздействием загрязняющих веществ на нашу окружающую среду, и технологиями для снижения связанных рисков для здоровья человека и окружающей среды. Исследования включают в себя химические процессы, которые влияют на судьбу микроэлементов в окружающей среде, перенос и воздействие наноматериалов, молекулярно-биологические методы для мониторинга и улучшения характеристик инженерных микробных систем; биодеградация органических загрязнителей, разработка современных мембранных процессов для очистки и повторного использования воды, энергетические технологии и их воздействие, а также свойства, измерение и воздействие окружающих аэрозолей.

В дополнение к курсам, предлагаемым в школе Пратта Инженеры, студенты могут проходить курсы в профессиональных школах и институтах Дьюка, включая Николасскую школу по окружающей среде и наукам о Земле, Николаевский институт решений по экологической политике и Санфордский институт государственной политики.

В рамках MS / Курс PhD и исследовательские возможности, предлагаемые студентам-экологам Duke, включают в себя два направления обучения, включая инженерию водных ресурсов, гидрологию, гидродинамику окружающей среды и химические и биологические аспекты загрязнения воды, атмосферы и почвы, среди других.

Студенты должны пройти как минимум пять курсов из набора, указанного ниже, по крайней мере один курс в каждом из четырех основные области.

Прикладная математика / статистика

• CEE 501 (202): прикладная математика для инженеров
• CEE 502 (200): анализ технических данных
• ENVIRON 710 (210): прикладной анализ данных в науках об окружающей среде
• МАТЕМАТИКА 541 (216): прикладные стохастические процессы
• MATH 551 (211): прикладные уравнения в частных производных и комплексные переменные

Транспортные явления

• CEE 307 (207): явления переноса в биологических системах
• CEE 560 (208): явления переноса в окружающей среде
• CEE 581 (245): системы транспорта загрязнителей

Наука об окружающей среде

• CEE 561 (242): водная химия
• CEE 563 (240): химическая судьба органических соединений
• CEE 566 (250): экологическая микробиология
• CEE 569 (229): введение в атмосферные частицы

Экологический дизайн

• CEE 562 (244): биологические процессы в инженерии окружающей среды
• CEE 564 (241): процессы физической и химической обработки в инженерной экологии
• CEE 571 (249): контроль опасных и токсичных отходов
• CEE 575 (247): загрязнение воздуха
• CEE 576L (230 л): измерения аэрозолей

Подготовка диссертации

Магистерская работа должна соответствовать формату, определенному в Руководстве по подготовке диссертаций и диссертаций, и включать следующие элементы:

• Резюме с целями и четко изложенными уникальными вкладами,
• Опрос и обсуждение / обобщение соответствующей литературы,
• Обсуждение выполненных исследовательских задач, включая разработку теории, сбор данных, анализ и документирование, а также
• Набор выводов, которые подчеркивают новый теоретический, модельный или экспериментальный вклад; или новые применения существующих теорий.

Качество магистерской диссертации должно позволять публиковать материал в рецензируемом журнале. Вот еще немного информации о магистерской диссертации на сайте аспирантуры Герцога.

Защита диссертации

По завершении написанной диссертации студент должен защитить ее устно. Тезис советник должен утвердить тезис для защиты до его окончательного представления в комитет факультета. В письме в аспирантуру советник утверждает, что он прочитал тезис и что он завершен и готов к защите. Защита происходит не менее чем через неделю после того, как студент представил диссертацию в аспирантуру и вручил копии членам факультетского комитета. Устная презентация является публичной и должна быть объявлена ​​DGS. Комитет факультета обычно рассматривает кандидата на закрытом заседании после открытой устной презентации. Во время защиты факультетский комитет может проверять студента как на содержание диссертации, так и на содержание предыдущей курсовой работы студента.

Возможные результаты экзамена магистра:

• Студент проходит. Требуется большинство голосов за поддержку, помимо одобрения советника.
• Студент проходит условно, в зависимости от конкретных изменений, внесенных в дипломную работу. Эти изменения должны быть одобрены советником и факультетским комитетом, который затем может сдать студента.
• Студент терпит неудачу. Повторная экспертиза может быть разрешена по рекомендации советника и с разрешения директора аспирантуры.

Американское общество инженеров-строителей (ASCE) теперь считает степень магистра основной подготовкой к профессиональной практике. Это в значительной степени обусловлено постоянно расширяющейся широтой и глубиной технических знаний, которые имеют отношение к практикующему инженеру-строителю.

Выпускной коллоквиум

В дополнение к кредитам, перечисленным и обсужденным выше, каждый аспирант на кафедре должен принять участие в ведомственном семинаре под названием Коллоквиум по механике и окружающей среде. Этот коллоквиум представляет собой серию из 18 семинаров, запланированных на занятия в течение восьмимесячного учебного года. Преподаватели университета, приглашенные ученые и студенты старших курсов проводят семинары.

Минимальные требования к участию в семинаре следующие:

• Каждый кандидат на получение степени должен зарегистрироваться на CE 701 (301) (осень) или CE 702 (302) (весна) и, как ожидается, посетит не менее 75% семинаров в данном семестре. Посещаемость записывается. Хотя в CE 701 (301) -702 (302) оценки не выставляются, стенограммы студентов покажут, что курсы пройдены и, следовательно, требования выполнены. Студенты, имеющие конфликты в расписании, должны сообщить об этом директору аспирантуры.
• Каждый кандидат на получение степени магистра должен пройти регистрацию в CE 701 (301) -702 (302) как минимум на один учебный год. Некоторых кандидатов на степень магистра с диссертацией можно попросить представить семинар по их исследованиям. Такой семинар не заменяет устную защиту диссертации.
• Кандидат на получение степени не должен быть зарегистрирован в CE 701 (301) -702 (302) в том семестре, в котором он или она представляет семинар.
• Факультет поощряет всех аспирантов посещать как можно больше семинаров для выпускников коллоквиума, так как знакомство с новыми идеями, методологиями исследований и результатами, полученными в широких или даже отдаленных областях, обогащает и стимулирует и помогает развить критическое понимание того, что представляет собой эффективную презентацию.

• Стенограммы
• Рекомендательные письма
• Заявление о целях
• Резюме
• GRE баллов
• Результаты теста на знание английского языка (если английский не является вашим родным языком)
• GPA
• Регистрационный взнос составляет 85 долларов США.