奥克兰大学工程学院
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  • 获得合适的能源供应是我们享受的生活质量的一个关键组成部分。能源也是新西兰和国外企业经济竞争力的一个重要问题。作为一个社会,我们必须解决如何以可持续的方式满足我们日益增长的能源需求,以平衡经济和人口增长与气候变化。
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  • 工学院

  • 工程学院致力于通过卓越的教学、研究和服务,创造一个人们蓬勃发展的环境,为改善国家和全球社区的生活质量做出贡献,并促进国家的财富创造。
  • 能源硕士

  • 能源硕士(MEnergy)是一个跨学院的研究生学位,使具有工程、科学或商业本科背景的学生能够进行能源方面的研究生学习。

    谁应该参加这个课程?

    希望进入能源行业的学生,完成了工程学院院长批准的学士学位(荣誉)、理学士学位(荣誉)或工商管理学士学位(荣誉),或在工程、科学或商业方面取得同等成绩(如PGDip)。

    项目概述

    所有学生将完成两门核心课程,概述能源资源和能源技术。他们可以选择完成一篇90分的研究论文或一个较小的45分的研究项目。在这两种情况下,研究将涉及一个与工业相关的问题,学生将被期望考虑经济、环境、监管和商业问题,以及技术问题。

    选择45分的研究项目的学生还将选修另外3门15分的课程。这些课程将允许学生专注于一种特定的能源形式,如风能或地热能,或涵盖一系列主题。90分的研究论文选项是针对那些通过本科教育或工作经验,有相当多的能源经验,并有明确研究目标的学生。

    预计大多数精力经验较少的学生将选择更多的讲座课程,并承担较小的45分研究项目。为了提供灵活性,这个研究项目可以在第一学期和第二学期之间分成15:30分(ENERGY 785)或30:15分(ENERGY 786),或者一学期分成45分。
  • 能源

  • 能源研究主题的目标是改善能源供应和利用。这包括新的能源来源,现有能源供应形式的可持续性,以及新的低能源使用技术。获得合适的能源供应是我们享受的生活质量的一个关键组成部分。能源也是新西兰和国外企业经济竞争力的一个重要问题。作为一个社会,我们必须解决如何以可持续的方式满足我们日益增长的能源需求,以平衡经济和人口增长与气候变化。

    能源供应
    包括煤层气、天然气水合物、油气生产、地热能、太阳能、风能、二氧化碳封存、发电和基础设施。

    示例项目包括:
    • 陶波火山带构造与地热活动模拟。
    • 可伸缩的风力涡轮机设计,以改变其长度响应风的条件。
    • 利用预测负荷控制提高风电场的性能。
    • 优化地热和石油储层的资源开发。

    能源使用
    包括铝冶炼、能源效率、电力市场、燃料和生物燃料、热传导、制冷和可持续性/复杂系统。

    示例项目包括:
    • 感应电源技术,可在空气中传递能量,适用于混合动力和纯电动汽车充电。
    • 使用可持续来源的相变材料进行热管理。
    • 节能的数据存储系统。
    • 了解现代电力市场,分析高效发电方案和需求方参与的方法。
    • 能源管理系统-可再生能源,储存和控制。
    • 用于运输的生物燃料解决发动机性能、排放和耐久性问题,以及废物来源的生物燃料生产。
    • 制冷系统的基础和应用研究,包括家用冰箱/冰柜、热泵、液体冷水机和超市制冷系统。

    研究
    我们提供能源硕士课程,旨在为工程和科学毕业生提供能源研究方面的专门培训。

  • 能源研究主题项目选集

  • 能源研究主题项目选集
    • 利用预测负荷控制提高风电场的性能

    • 该项目的目的是更好地理解和控制风电场中风力涡轮机的行为,以应对变化的流动条件。

      本项目利用整个风电场风力涡轮机上现有的传感器,预测未来流向下风向涡轮机的流量。这项研究的挑战之一是能够解释每个涡轮后面产生的旋涡对动态负载有重要影响。暂态流方法
      将用于模拟风向和阵风持续时间的波动。

      该项目将开发一种技术,将上风向涡轮机的数据整合到涡轮机控制器中,以实现对阵风和极端风事件的早期响应。这导致了更长的运行寿命,减少了由振动引起的故障造成的停机时间,并提高了风力发电场的效率。

      该项目汇集了瞬态流建模、计算流体动力学、实时人工神经网络和风力涡轮机等方面的专业知识。围绕能源的研究问题比控制设计的问题更广泛。
    • 绿色能源

    • 一个无线绿色能源系统,作为一个为家庭和汽车供电的微电网,正在设计中,以利用和集成可再生能源,如太阳能和风能。

      家庭可再生能源系统除了安装太阳能电池板、风力涡轮机和相关电子设备的费用外,还需要一个非常大和昂贵的能源储存设施。这里的概念是使用电动汽车,它已经有一个强大的电池,不仅用于移动,而且还可以适当补充现有的家用能源存储。该系统还允许电动汽车进行无线充电或放电,可以轻松升级。与传统的硬线路系统相比,该系统的多功能性和更强的财务可行性有望吸引消费者。

      “生活和移动”概念的第一个工作模型目前正在构建中,包括双向和无线电力传输、电网集成和发电机系统的新技术,以提高整个系统的效率和性能。与现有系统相比,它将更具成本效益、更安全、更多功能和可扩展。

      该项目结合了可再生能源、无线电力传输、发电机设计和控制以及电力电子方面的专业知识,并与许多国际领先大学合作运行。目前,由博士/硕士研究生和博士后组成的十人研究团队正在研究该项目的各个方面,包括高效能源管理、电动汽车无线充电、感应发电机的电网集成和大功率转换器。
    • 地热能源

    • 地热能是通过从地下深层水库中提取热水和蒸汽而产生的。它是新西兰重要的能源来源,约占国内电力供应的14%。在全球寻找清洁能源的过程中,人们对地热能的兴趣日益浓厚。

      奥克兰大学的地热模拟小组进行了世界领先的研究,应用复杂的计算机模型来发现地热系统是如何工作的。这些模型可用于解决以下问题:
      •怀基地热电站还能运行多久?
      •间歇泉是如何工作的?
      •澳大利亚的干热岩项目会成功吗?
      •地热能的未来是什么?

      地热建模小组开发了新西兰和海外许多地热系统的计算机模型,包括Wairakei、Ohaaki和Ngawha。这些模型的结果有助于了解这些储层的物性和结构。这反过来又有助于地热油藏工程师优化这些资源的未来开发计划。该小组与加州劳伦斯伯克利实验室的同行合作,进一步开发他们使用的计算机建模代码的能力。地热建模组使用的建模软件正被用于模拟从新西兰海岸线外的水合物沉积中可能产生的天然气。
    • 从铝冶炼槽中去除和回收热量

    • 在铝生产中,金属是在950°C以上的温度下生产的。在管理热量的过程中涉及到一种微妙的平衡行为——需要提供足够的能量来保持工作流体(电解质)处于液态,同时从电池外部去除热量,以确保电池材料不受热损伤。此外,现代冶炼厂被要求以更高的生产速度运作,因此需要更多的能源输入和热提取,并面临越来越大的压力以减少其总的能源使用。

      轻金属研究中心开发了壳式热交换器冷却技术,并获得了专利,这是一种紧凑和高效的空气驱动热交换器,能够提供熔炼池侧壁的控制冷却。它们允许壳体温度峰值降低50-100℃,这使运营商能够显著增加安培,从而提高电池的生产率,同时保留其他操作效益,包括更冷的操作电池,每个电池允许100-200千瓦的废热回收。目标是使冶炼厂能够增加产量,而不需要大量增加新电池的资本成本,并最终回收能源。
    • 生物柴油从脂

    • 生物柴油比石油衍生的柴油更贵。造成成本差异的原因之一是,传统上生物柴油是批量生产的。根据所用的反应条件,该过程的反应时间可达一小时。对高品质饲料的需求进一步增加了成本,这也可能非常昂贵。

      本项目的主要目标是通过综合方法提高生产生物柴油的经济可行性:
      •使用连续反应器提高反应速率
      •使用动物脂,一种肉类加工工业的副产品,作为该过程的脂肪原料。

      一种新的连续式反应堆正在研制中。牛脂以细液滴喷雾的形式引入反应器,在最佳温度下与甲醇反应。这将反应时间从一个小时缩短到几秒钟。这种新的连续过程可以使用任何脂肪或油作为原料,包括那些含有杂质的,使这种形式的生物柴油成为一种利用大量废物的高性价比的燃料。
    • 新西兰的生物柴油选择

    • 人们普遍认为,新西兰(以及全世界)未来将需要转向使用可再生运输燃料。新西兰有许多资源可用于这一选择,包括肉类加工中的牛脂和植物和牛奶副产品中的酒精。

      与此同时,人们越来越关注发动机尾气排放对人类健康和环境可能产生的有害影响。问题是:用可再生能源驱动的发动机排放的废气是否比用传统燃料驱动的发动机危害更小?

      能源和燃料研究股对颗粒物和聚芳烃排放进行了详细的测量。这些已经被用于使用沼气和汽油/煤油混合燃料的发动机。第一种是从有机废物中提取的有价值的可再生燃料,第二种是一些南亚国家普遍使用的掺假燃料。与新西兰相关的可再生燃料的类似排放正在调查中。这些燃料包括生物柴油(来自蔬菜或动物脂)和可能来自牛奶副产品或木质物质的酒精。
  • 工程科学

  • 我们拥有国际知名的研究人员,拥有新西兰最好的部门研究记录之一,并继续在生物工程、流体动力学、运学研究、信号处理和固体力学方面表现突出。
    该部门的核心研究是建立各种各样的工程问题的数学模型,以及它们的解决方法。这些过程可以大致归类为生物工程、力学和运筹学。
    • 地热、水库工程和环境流体

    • 重点开展与地热能有关的研究、教学和咨询活动,特别是地热储层的数值模拟。
      这个小组的一个主要重点是进行与地热能有关的研究、教学和咨询活动,特别着重于地热储层的数值模拟。

      该集团还积极参与油藏工程、煤层气开采和碳封存的研究。

      环境流体研究活动包括潮汐流的计算机模拟和污染物在河流和河口的扩散。
    • 流体动力学

    • 通过数学、计算和实验手段提高我们对流动现象的理解
      研究领域
      工程科学系流体动力组在多个不同领域进行国际认可的研究,包括:
      • 石油工程
      • 地热流体动力学
      • 微流体
      • 声学,动荡
      • 多孔介质中的对流
      • biofluid动力学
      • 环境流体力学。

      该小组致力于通过数学、计算和实验手段促进我们对流动现象的理解,并通过与工业伙伴的密切联系将这些知识应用于有益的方式
    • 岩土工程实验室

    • 岩土工程实验室是一个现代化的研究和教学设施,包括多种不同的评估土壤和岩石性质的设施,并有良好的数据记录设施。
      我们有一个250 kN的伺服液压加载架用于静态和循环试验,几个Ko三轴单元,三轴设备用于土壤刚度的小应变评估,能够进行应力路径三轴试验,以及岩石试样的制备和测试设备。

      我们能够测量土壤吸力和评估土壤的热响应。
      岩土工程数值分析软件(FLAC, PLAXIS和GeoStudio Suite)也可以使用。
      可访问CPT测试,我们做WAK和SASW现场测量的土壤刚度。
      我们还使用移动现场实验室设备来测量地基的动态响应,并参与了新西兰NEES (NZNEES@Auckland)设施。

      工程学院提供扫描电子显微镜和微型CT扫描设备。