Master en ingénierie des systèmes énergétiques

Conditions de diplôme

Master of Engineering: 30 crédits ou 10 cours

Les étudiants qui poursuivent cette option doivent suivre cinq des cours de base énumérés ci-dessus et cinq cours au choix techniques. Les cours de base peuvent être utilisés comme cours techniques au choix avec l'approbation du conseiller pédagogique. Aucune recherche ou thèse n'est requise pour ce diplôme.

Certificat d'études supérieures en ingénierie: 12 crédits ou 4 cours

Les étudiants poursuivant un certificat d'études supérieures en ingénierie doivent suivre tous les cours suivants :

• ENPM622, Conversion d'énergie I – Alimentation stationnaire
• ENPM624, Applications des énergies renouvelables
• ENPM654, Gestion des systèmes énergétiques
• ENPM656, Conversion d'énergie II - Applications de mobilité

Et un des cours ci-dessous :

• ENPM808I, Fondamentaux de l'ingénierie des sources d'énergie électrochimiques
• ENPM808N, Énergie et technologies solaires
• ENPM626, Conversion des déchets et de l'énergie de la biomasse
• ENPM627, Analyse des risques environnementaux

Cours

ENME701 Conversion d'énergie durable et environnement (3 crédits) | Cœur

Énergie et environnement

(Les crédits ne seront accordés que pour ENPM 624 ou ENME 701, pas pour les deux cours. Remarque : comme ENME 701 était auparavant proposé sous les noms ENME706 et ENME808D, les étudiants qui ont suivi le cours sous ces numéros recevront des crédits.) Discussion des principales sources et fin -les utilisations de l'énergie dans notre société avec un accent particulier sur la production et l'utilisation des énergies renouvelables. Présente une gamme de technologies innovantes et en discute dans le contexte de l’infrastructure énergétique actuelle. Les sources renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire sont discutées en détail. Une attention particulière est portée à l'impact environnemental des différentes formes d'énergie.

Prérequis recommandé : ENME633.

ENPM620 Analyse d'ingénierie assistée par ordinateur (3 crédits)

Approche assistée par ordinateur pour la résolution de problèmes d'ingénierie. Révision et extension du matériel de premier cycle en mathématiques appliquées, notamment l'algèbre linéaire, le calcul vectoriel, les équations différentielles, ainsi que les probabilités et les statistiques.

Condition préalable : autorisation de formation supérieure appliquée en ingénierie ENGR-CDL-Maryland.

ENPM622 Conversion d'énergie I - Alimentation stationnaire (3 crédits)

Énergie et environnement

Ingénierie thermique des systèmes modernes de production d'énergie. Analyse du cycle de diverses technologies modernes de production d'électricité, notamment la turbine à gaz, le cycle combiné, la combustion des déchets et la cogénération. Stockage et transport d'énergie.

Prérequis : premier cycle en thermodynamique et transfert de chaleur.

ENPM624 Applications d'énergie renouvelable (3 crédits)

Énergie et environnement

(Le crédit ne sera accordé que pour l'ENPM 624 ou l'ENME 701, pas pour les deux cours.) Thermodynamique et transfert de chaleur des sources d'énergie renouvelables pour le chauffage, la production d'électricité et le transport. Énergie éolienne, solaire thermique, photovoltaïque, biomasse, combustion des déchets et hydroélectricité. Un aperçu général de l'utilisation croissante des sources d'énergie renouvelables dans l'économie mondiale avec une analyse détaillée des applications spécifiques.

Prérequis : Connaissances en thermodynamique, mécanique des fluides et transfert de chaleur

ENPM627 Analyse des risques environnementaux (3 crédits)

Énergie et environnement

Couvre les aspects fondamentaux de l’analyse des risques environnementaux et les méthodes utilisées pour effectuer des analyses des risques environnementaux. Les sujets abordés dans le cours comprennent : l'établissement de la portée de l'analyse, le développement de modèles conceptuels alternatifs, la représentation du rejet du terme source, la modélisation du transport des contaminants dans les milieux environnementaux (par exemple, les eaux de surface, les eaux souterraines, l'air), la modélisation des chaînes alimentaires, la réalisation d'une évaluation de l'exposition, la compréhension toxicologie humaine de base, caractérisant la relation dose-réponse et communiquant et gérant efficacement les risques. Ce cours couvre les aspects fondamentaux de la conception d'une analyse des risques ainsi que les pièges courants à éviter et les principales sources d'incertitude dans les analyses des risques environnementaux.

ENPM635 Analyse de la conception des systèmes thermiques (3 crédits)

Énergie et environnement

Évalue les compromis associés aux systèmes thermiques. Utilisation de logiciels pour la simulation, l'évaluation et l'optimisation du système. Les applications incluent les systèmes électriques et de réfrigération, le refroidissement des appareils électroniques, les colonnes de distillation, les serpentins de déshumidification et les systèmes de cogénération.

Prérequis : Premier cycle en thermodynamique, mécanique des fluides et transfert de chaleur.

ENPM650 Systèmes d'énergie solaire thermique (3 crédits)

Énergie et environnement

Couvre la gamme complète des technologies qui utilisent le rayonnement solaire pour le chauffage, le refroidissement, l'éclairage et la production d'énergie électrique, à l'exclusion des applications photovoltaïques. Les sujets comprennent : calculs et prévisions du rayonnement solaire ; Caractéristiques spectrales solaires et rayonnement solaire diffus et direct ; Applications solaires passives ; Chauffage; Lumière du jour ; Stockage thermique ; Systèmes de fenestration ; Conception architecturale; Applications solaires actives pour le chauffage ; Collecteurs solaires ; Systèmes à base d'eau ; systèmes basés sur l'IR ; Chauffage de l'eau chaude sanitaire ; Réchauffement de l'espace; Chauffage de processus ; Systèmes de refroidissement ; Collecteurs à plaques plates ou collecteurs à concentration ; Systèmes de collecteurs fixes ou suiveurs ; Production d'énergie électrique solaire thermique ; Systèmes de moteur Dish/Stirling ; Systèmes de concentrateurs linéaires ; Systèmes de tours électriques ; Stockage thermique ; Applications en cycle combiné ; Conception et intégration de systèmes ; Systèmes de contrôle et fonctionnement du système ; et Calculs et prévisions de performances.

Transfert de chaleur ENPM651 pour une application moderne (3 crédits)

Énergie et environnement

Les applications sélectionnées seront très variées : du refroidissement des appareils électroniques à la prévention de la formation de brouillard et de stalagmites dans les patinoires. Les problèmes multimodes (c'est-à-dire conduction, convection, rayonnement, transfert de masse simultanés) seront mis en avant. Cours magistraux sur les principes de base, suivis de devoirs dans lesquels les étudiants formulent des solutions et expliquent les résultats.

ENPM654 Gestion des systèmes énergétiques (3 crédits)

Énergie et environnement

Été 2023 W 17h30 - 20h45 Brian Valentine

Couvre un large éventail de sujets relatifs à la gestion de l'énergie et à l'efficacité énergétique, notamment l'audit énergétique, les systèmes d'éclairage et les moteurs économes en énergie, la limitation et le contrôle de la demande, les stratégies de contrôle pour l'optimisation, le contrôle numérique direct, les systèmes intégrés d'automatisation des bâtiments, les réseaux de communication, la production distribuée, la cogénération. , la production combinée de chaleur et d'électricité, la gestion de l'énergie des procédés et les analyses économiques associées. Les dernières technologies basées sur Internet seront incluses pour accéder aux tarifs de l'énergie en temps réel et gérer la demande d'énergie à distance pour plusieurs bâtiments ou campus.

Une formation en thermodynamique, mécanique des fluides et transfert de chaleur est recommandée.

ENPM654 Gestion des systèmes énergétiques (3 crédits)

Énergie et environnement

Été 2023 W 17h30 - 20h45 Brian Valentine

Couvre un large éventail de sujets relatifs à la gestion de l'énergie et à l'efficacité énergétique, notamment l'audit énergétique, les systèmes d'éclairage et les moteurs économes en énergie, la limitation et le contrôle de la demande, les stratégies de contrôle pour l'optimisation, le contrôle numérique direct, les systèmes intégrés d'automatisation des bâtiments, les réseaux de communication, la production distribuée, la cogénération. , la production combinée de chaleur et d'électricité, la gestion de l'énergie des procédés et les analyses économiques associées. Les dernières technologies basées sur Internet seront incluses pour accéder aux tarifs de l'énergie en temps réel et gérer la demande d'énergie à distance pour plusieurs bâtiments ou campus.

Une formation en thermodynamique, mécanique des fluides et transfert de chaleur est recommandée.

ENPM656 Conversion d'énergie II - Alimentation mobile (3 crédits)

Énergie et environnement

Présente les bases scientifiques et techniques pour la conception, la fabrication et l'exploitation de technologies de conversion thermique utilisées pour la production d'énergie mobile. L'interface entre la chimie de la combustion des carburants et la puissance générée est abordée. Les aspects pratiques de la conception et du fonctionnement de diverses alternatives énergétiques sont comparés. L'impact des choix concernant les alternatives en matière d'énergie et de carburant ainsi que le potentiel de pollution de l'air sont également pris en compte.

Prérequis : Doit avoir suivi des cours de premier cycle en thermodynamique, transfert de chaleur et mécanique des fluides OU Doit avoir complété ENPM672.

ENPM660 Ingénierie de l'énergie éolienne (3 crédits)

Un examen de quatre sujets centraux en ingénierie de l'énergie éolienne : la nature de l'énergie éolienne en tant que ressource pour la production d'électricité ; l'aérodynamique des éoliennes par laquelle l'énergie éolienne est convertie en énergie mécanique ; la mécanique et la dynamique du système éolien (tour, rotor, moyeu, transmission et générateur) ; et les aspects électriques des éoliennes. Les sujets supplémentaires à inclure dans le cours incluent la conception d'éoliennes ; contrôle des éoliennes; emplacement des éoliennes, conception du système et intégration ; Économie du système d’énergie éolienne ; et les impacts et aspects environnementaux des systèmes d’énergie éolienne. Le cours est destiné à transmettre des connaissances et des compétences substantielles dans le domaine, il ne peut être traité que comme une introduction à ce vaste sujet multidisciplinaire. Cependant, les étudiants devraient acquérir une connaissance approfondie des systèmes d'énergie éolienne et des méthodes utilisées pour analyser ces systèmes.

Anciennement : ENPM808Q.

ENPM670 Audit énergétique avancé, modélisation et gestion des systèmes du bâtiment (3 crédits)

Énergie et environnement

Fournit aux étudiants les principes fondamentaux et les applications de l'audit énergétique, de la modélisation et de la gestion des systèmes énergétiques des bâtiments. Les procédures d'audit énergétique pour les systèmes électriques, d'éclairage, mécaniques et CVC seront couvertes et incluront l'analyse des coûts économiques/du cycle de vie. Les étudiants acquerront de l'expérience dans la réalisation d'audits énergétiques à travers des projets du monde réel. Des outils de modélisation énergétique des bâtiments, tels qu'EnergyPlus et eQuest, seront introduits et mis en œuvre dans le cadre de projets assignés. Le cours couvrira également des sujets contemporains tels que la gestion de l'énergie des installations critiques telles que les centres de données, les systèmes intégrés d'automatisation et de contrôle des bâtiments pour l'efficacité énergétique et la gestion de l'énergie en temps réel pour les individus et les réseaux de bâtiments.

Les étudiants doivent avoir des connaissances préalables sur les processus de base avancés de thermodynamique, de transfert de chaleur et de transport thermique. Une connaissance des systèmes et commandes électriques est souhaitable.

ENPM672 Fondamentaux des systèmes thermiques (3 crédits)

Ce cours comprend une introduction à la thermodynamique, à la mécanique des fluides et au transfert de chaleur. L'accent est mis sur l'acquisition d'une compréhension des concepts physiques grâce à la résolution de problèmes numériques associés à des processus et cycles simples de fluide thermique. Les gaz parfaits et les fluides multiphasiques seront considérés comme des fluides de travail.

Prérequis : Diplôme de premier cycle en ingénierie, physique ou chimie.

ENPM808C Récolte de l'énergie océanique (3 crédits)

Le cours présente les technologies de récupération de l'énergie océanique : énergie thermique des océans, énergie houlomotrice, énergie marémotrice et énergie éolienne. Pour établir la base de référence, les technologies actuelles de production d’électricité sont examinées. Premièrement, la technologie de conversion de l’énergie thermique des océans est étudiée en détail. Pour aider à la conception de systèmes de récupération d'énergie océanique, les principes fondamentaux du transfert de chaleur et de la mécanique des fluides sont résumés. Ensuite, les systèmes de collecte d’énergie houlomotrice, marémotrice et éolienne sont étudiés. Pour chaque sujet, soit des revues de littérature, soit une modélisation de systèmes représentatifs seront réalisées. Pour la modélisation, le logiciel Engineering Equations Solver est utilisé. En appliquant les principes sous-jacents, le système OTEC est conçu et son économie est analysée comme un projet de conception final.

ENPM808I Fondamentaux de l'ingénierie des sources d'énergie électrochimiques (3 crédits)

ENPM808N Énergie et technologies solaires (3 crédits)

ENPM809M Fondamentaux de l'électronique de puissance pour les systèmes énergétiques (3 crédits)

Énergie et environnement

Ce cours est axé sur les questions PSIRE et, par conséquent, il n'est pas destiné à être une référence complète pour d'autres sujets connexes tels que l'ER. En raison de la nature mondiale du développement du PSIRE, nous ferons de grands efforts pour représenter un large éventail de perspectives internationales. Ce cours est organisé en trois sections basées sur les sujets les plus pertinents sur PSIRE : Vision et Pilotes, Transmission et Distribution,

ENPM809Z Durabilité et innovation (3 crédits)

Ce cours explorera les mégatendances mondiales et les opportunités de développement durable dans de multiples secteurs : énergie, mobilité, bâtiments, matériaux, eau, sécurité et alimentation/agriculture. Le cours couvrira également les Pathways aux défis du développement durable en mettant l'accent sur les catalyseurs de la technologie, des politiques et des modèles commerciaux. Les étudiants seront sensibilisés aux défis mondiaux en matière de durabilité et à l'état actuel des innovations dans plusieurs secteurs. Ils exploreront et identifieront de nouvelles solutions aux défis de la durabilité. Les étudiants apprendront également à créer des entreprises basées sur les opportunités de développement durable.

ENRE447 Fondamentaux de l'ingénierie de la fiabilité (3 crédits)

Les sujets abordés comprennent une compréhension fondamentale de la façon dont les choses échouent, des modèles probabilistes pour représenter les phénomènes de défaillance, des modèles de vie pour les éléments non réparables, la collecte et l'analyse de données de fiabilité, des modèles de fiabilité logicielle et des modèles de fiabilité humaine.

Le crédit n'est accordé que pour ENRE445 ou ENRE447. Anciennement : ENRE445.

ENRE600 Fondamentaux des mécanismes de défaillance (3 crédits)

Les mécanismes de défaillance avancés en ingénierie de fiabilité seront enseignés du point de vue des matériaux de base et des défauts. Les méthodes de prévision de la physique de la défaillance des dispositifs, des matériaux, des composants et des systèmes sont passées en revue. L'accent principal sera mis sur les mécanismes de dégradation de base grâce à la compréhension de la physique, de la chimie et de la mécanique de ces mécanismes. Les défaillances mécaniques sont introduites grâce à la compréhension de la fatigue, du fluage et de la déformation des matériaux, des dispositifs et des composants. Les principes des dommages cumulatifs et de la théorie mécanique de la déformation sont enseignés. Les concepts de croissance de la fiabilité, de tests de durée de vie accélérés et de tests environnementaux sont introduits. Les défaillances physiques, chimiques et thermiques sont introduites grâce à une compréhension de base des mécanismes de dégradation tels que la diffusion, l'électromigration, les défauts et la migration des défauts. Les mécanismes de défaillance dans les types de matériaux de base seront enseignés. Les mécanismes de défaillance observés dans les appareils électroniques réels et les emballages électroniques seront également présentés. Les problèmes liés à la fabrication et à la microélectronique seront analysés. Les défaillances mécaniques sont soulignées du point de vue de la théorie complexe de la fatigue.

Le crédit n'est accordé que pour ENMA698M, ENNU648M ou ENRE600.

ENRE602 Analyse de fiabilité (3 crédits)

Principales méthodes d'analyse de la fiabilité, y compris les arbres de défaillances et les schémas fonctionnels de fiabilité ; Analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDEC); construction et évaluation d'un arbre d'événements ; collecte et analyse de données sur la fiabilité ; méthodes de modélisation de systèmes pour l'analyse de la fiabilité. Concentrez-vous sur les problèmes liés aux industries de transformation, à la disponibilité des centrales électriques à combustible fossile et à d'autres systèmes préoccupant les ingénieurs.

ENRE620 Techniques mathématiques de l'ingénierie de la fiabilité (3 crédits)

Probabilités et statistiques de base. Application de techniques mathématiques sélectionnées à l'analyse et à la solution de problèmes d'ingénierie de fiabilité. Applications de matrices, vecteurs, tenseurs, équations différentielles, transformations intégrales et méthodes probabilistes à un large éventail de problèmes liés à la fiabilité.

Également proposé sous le nom ENNU620.

ENRE670 Évaluation probabiliste des risques (3 crédits)

Pourquoi étudier les risques, les sources de risques, un aperçu de l'évaluation et de la gestion des risques, en relation avec l'ingénierie de la sécurité et de la fiabilité des systèmes ; mesures, représentation, communication et perception du risque ; aperçu de l'utilisation des résultats de l'évaluation des risques dans la prise de décision ; aperçu du processus d'évaluation probabiliste des risques (ERP); une convergence détaillée des méthodes PRA, y compris (1) des méthodes d'élaboration de scénarios de risque telles que l'identification des initiateurs, des diagrammes de séquence d'événements, des arbres d'événements, la modélisation causale (arbres de défaillances, diagrammes d'influence et méthodes hybrides) et des approches de simulation ; (2) les méthodes d’évaluation de la vraisemblance des scénarios de risque, y compris les approches quantitatives et qualitatives, ainsi que la modélisation et l’analyse des incertitudes. Couvre également les méthodes de modélisation des risques liés au comportement matériel du système, aux phénomènes physiques, au comportement humain, au comportement logiciel, à l'environnement organisationnel et à l'environnement physique externe. D'autres sujets clés incluent l'intégration et la quantification de modèles de risque (diagramme de décision binaire basé sur booléen, réseaux de croyances bayésiens et méthodes hybrides), les méthodes PRA dynamiques basées sur la simulation (discrètes et continues) et plusieurs exemples de PRA à grande échelle pour les missions spatiales. , l’énergie nucléaire, l’aviation et les systèmes médicaux.

Prérequis : ENRE602. Également proposé sous le nom ENNU651. Le crédit n'est accordé que pour ENNU651 ou ENRE670.

ENRE671 Évaluation des risques en ingénierie (3 crédits)

Mécanique générale

Au cours de la conception technique, de la gestion de projet et d’autres fonctions, les ingénieurs doivent prendre des décisions, presque toujours dans des limites de temps et de budget. La gestion des risques nécessite de prendre des décisions en présence d’incertitude. Ce cours couvrira des éléments sur la prise de décision individuelle, la prise de décision de groupe et les organisations de décideurs. Le cours présentera des techniques pour prendre de meilleures décisions, comprendre comment les décisions sont liées les unes aux autres et gérer les risques.

Prérequis : ENRE670. Le crédit n'est accordé que pour ENRE648W ou ENRE671. Anciennement : ENRE648W.

ENSE621 Concepts et processus d'ingénierie des systèmes : une approche basée sur un modèle (3 crédits)

Une introduction orientée INCOSE à l'ingénierie des systèmes basée sur des modèles. Fournit un aperçu des concepts, des processus et des méthodes d'ingénierie des systèmes, avec un accent particulier sur le développement des exigences des parties prenantes et du système ; caractéristiques des exigences bien rédigées ; l'utilisation d'outils logiciels SysML pour développer des architectures au niveau du système et des éléments ; et la relation entre les exigences et l'architecture. Les sujets liés à l'architecture incluent la spécification et la visualisation des attributs, du comportement et des interfaces du système. D'autres sujets incluent les modèles de cycle de vie d'acquisition et de développement ; concepts opérationnels et cas d'utilisation ; exigences et traçabilité de la conception ; analyse, modélisation et simulation ; gestion de l'ingénierie des systèmes; gestion des risques; gestion de la configuration; systèmes de systèmes ; et la complexité du système. Le cours comprend un projet de classe dans lequel des équipes de 3 à 5 étudiants utilisent SysML pour développer les exigences des parties prenantes, les exigences du système et l'architecture système logique pour un système d'ingénierie qui les intéresse, puis effectuer une analyse des compromis de conception pour certains aspects du système.

ENSE622 Analyse, modélisation et simulation des compromis système (3 crédits)

Ce cours poursuit l'approche basée sur des modèles de l'ingénierie des systèmes en présentant aux étudiants une variété de techniques de modélisation et de simulation mathématiques utilisées pour effectuer des analyses de performances, d'optimisation et de compromis du système. Les sujets incluent la programmation linéaire et entière ; modèles de machines à états de machines à états finis ; développement d'agents intelligents simples ; modélisation des processus markoviens ; théorie des files d'attente ; analyses de compromis multi-objectifs ; arbres de décision; simulation stochastique (Monte Carlo), régression linéaire, certaines techniques d'analyse prédictive ; et une introduction à la théorie du contrôle. Les modèles mathématiques et les simulations sont développés et exécutés à l'aide de MATLAB. Le cours comprend un projet de classe dans lequel l'étudiant résout un problème qui l'intéresse en utilisant une ou plusieurs des techniques abordées en cours.

Programmes en ligne

#6 Programmes d'ingénierie pour cycles supérieurs en ligne - US News and World Report Meilleurs programmes d'ingénierie pour cycles supérieurs en ligne

Programmes d'études supérieures aux États-Unis

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Spécialités:

• #15 Ingénierie aérospatiale
• #16 Génie électrique ; #15 Génie informatique
• #17 Génie mécanique

Classements de l'entrepreneuriat

• #7 Programme de premier cycle
• #18 Programme d'études supérieures

"Les 50 meilleures écoles pour les programmes d'entrepreneuriat" selon Princeton Review