新加坡南洋理工大學頂尖教授Prof. Yang Yaowen課題組申請攻略

機構旨在為(wei) 大家提供更加全麵、深入的導師解析和科研輔導！每期我們(men) 會(hui) 邀請團隊的博士對中國香港/中國澳門/新加坡各個(ge) 領域的教授導師進行詳細解析，從(cong) 教授簡介與(yu) 研究背景 / 主要研究方向與(yu) 成果分析 / 研究方法與(yu) 特色 / 研究前沿與(yu) 發展趨勢 / 對有意申請教授課題組的建議這五個(ge) 方麵，幫助大家更好地了解導師，學會(hui) 申請！

一、教授簡介與(yu) 研究背景

Prof. Yang Yaowen現任新加坡南洋理工大學（Nanyang Technological University, NTU）土木與(yu) 環境工程學院（School of Civil and Environmental Engineering, CEE）教授，並擔任終身學習(xi) （學術）副校長助理。他是結構與(yu) 岩土監測、小型能量收集等多個(ge) 領域的領軍(jun) 研究者，專(zhuan) 注於(yu) 結構健康監測、振動能量收集、超材料以及結構動力學中的不確定性分析等前沿課題。Prof. Yang的研究成果豐(feng) 碩，迄今為(wei) 止，他已獲得超過1200萬(wan) 美元的研究資助，並在國際期刊和會(hui) 議上發表了超過280篇論文。

Prof. Yang的學術背景極為(wei) 深厚，本科和碩士畢業(ye) 於(yu) 上海交通大學，隨後在南洋理工大學獲得博士學位，並在該校展開了長期的科研和教學工作。他不僅(jin) 在學術領域取得了卓越的成就，還積極推動科研成果的產(chan) 業(ye) 化，創立了Syswell Technology Pte Ltd，這是一家專(zhuan) 門提供岩土、結構及建設過程監測和決(jue) 策係統解決(jue) 方案的公司。

Prof. Yang的研究領域包括智能傳(chuan) 感技術、能量收集、超材料的振動控製與(yu) 能量收集，以及人工智能在土木工程中的應用。他的研究不僅(jin) 在學術界享有盛譽，還推動了土木工程領域的技術進步，特別是在基礎設施監測和能量收集技術的創新性應用上。

二、主要研究方向與(yu) 成果分析

Prof. Yang的研究涵蓋了多個(ge) 前沿領域，主要集中在結構健康監測、能量收集、超材料及人工智能在土木工程中的應用等方向。以下是對他的主要研究方向和代表性成果的詳細分析。

2.1 結構健康監測與(yu) 岩土監測

結構健康監測（Structural Health Monitoring, SHM）是土木工程中的一個(ge) 重要領域，旨在通過傳(chuan) 感器和數據分析技術，實時監控結構的健康狀態，從(cong) 而避免災難性事故的發生。Prof. Yang的研究在這一領域處於(yu) 國際前沿，尤其是在智能傳(chuan) 感器技術的開發和應用方麵。他開發了基於(yu) 光纖傳(chuan) 感技術的嵌入式光纖傳(chuan) 感係統，用以監測隧道襯砌等結構的應變情況。2023年，他與(yu) 團隊合作發表的文章《Experimental study on strain of SFRC tunnel lining segments using a comprehensive embedded optical fiber sensing system》（發表於(yu) 《Measurement》期刊）詳細介紹了這一係統的實驗研究成果。這一係統的優(you) 勢在於(yu) 其高精度和廣泛的應用潛力，尤其適用於(yu) 複雜的地下基礎設施環境。

此外，Prof. Yang還在隧道建設和操作期間的襯砌性能監測方麵展開了深入研究。他領導的多個(ge) 研究項目，如“基於(yu) 智能數字孿生框架的地下交通基礎設施監測與(yu) 管理”，結合了先進的建模和數據分析技術，力求通過數字孿生技術實現基礎設施的實時監測和預測性維護。這類研究不僅(jin) 提高了基礎設施管理的效率，還減少了維護成本和運營風險。

2.2 能量收集與(yu) 振動能量收集技術

能量收集（Energy Harvesting）是將環境中的振動、熱能、風能等轉化為(wei) 電能的技術，尤其在遠程監測係統中具有廣泛的應用前景。Prof. Yang在這一領域的研究集中於(yu) 利用智能材料（如壓電材料和摩擦電材料）收集振動能量。他與(yu) 團隊開發的風能收集混合納米發電機可以在超寬風速範圍內(nei) 保持高效的能量輸出，這一成果發表於(yu) 2023年的《Nano Energy》期刊。該發電機利用基於(yu) 旗幟型的設計，通過渦流激勵實現高效的能量收集，展示了納米發電技術在微型風能收集中的巨大潛力。

Prof. Yang的另一項代表性研究是多自由度摩擦電能量收集器，該技術結合了非線性衝(chong) 擊和多諧振方法，實現了寬頻帶能量收集。這一創新性設計克服了傳(chuan) 統能量收集器頻帶窄、效率低的問題，為(wei) 振動能量收集技術的實際應用提供了新的解決(jue) 方案。相關(guan) 研究成果已發表在《Applied Energy》期刊上，並獲得了廣泛的學術認可。

2.3 超材料與(yu) 振動控製

超材料（Metamaterials）是一類具有特殊物理性質的人工材料，能夠實現自然界中無法實現的波傳(chuan) 播特性。在振動控製和能量收集領域，超材料的應用具有極大的潛力。Prof. Yang在這一領域的研究集中於(yu) 利用超材料進行振動控製和能量收集。他開發的零熱膨脹超材料可以在寬頻帶範圍內(nei) 實現振動抑製，這一研究成果發表於(yu) 《International Journal of Mechanical Sciences》期刊。

此外，Prof. Yang的團隊還探索了局部諧振器刺激的極化轉變在超材料中的應用。通過引入局部諧振器，他們(men) 成功實現了拓撲界麵狀態的形成，從(cong) 而在結構中實現了高效的振動控製。這一研究在理論和實驗上均取得了顯著進展，為(wei) 未來的振動控製技術提供了新的理論基礎。

2.4 人工智能在土木工程中的應用

隨著人工智能（AI）技術的快速發展，Prof. Yang將其應用於(yu) 土木工程中，特別是在基礎設施監測和管理方麵。通過結合物理模型和數據驅動模型，Prof. Yang的團隊開發了基於(yu) 物理信息的AIoT（人工智能物聯網）框架，用於(yu) 結構健康監測。這一框架不僅(jin) 能夠實時監測結構狀態，還能通過數據分析預測潛在的結構損傷(shang) ，從(cong) 而實現基礎設施的預測性維護。

Prof. Yang的研究還包括利用上下文感知的多變量時間序列建模來監測地下交通基礎設施的狀態。通過綜合運用AI技術和多元數據分析模型，團隊能夠更準確地預測基礎設施的健康狀況，並提出相應的維護建議。這類研究在提高基礎設施管理效率、延長使用壽命方麵具有重要的應用價(jia) 值。

2.5 智能傳(chuan) 感器與(yu) 光纖傳(chuan) 感技術

智能傳(chuan) 感器是結構健康監測中的核心技術之一，Prof. Yang開發的多項傳(chuan) 感器技術已被廣泛應用於(yu) 結構和岩土監測中。特別是他發明的基於(yu) 光纖幹涉的高精度傾(qing) 角儀(yi) ，能夠實現超高靈敏度的角度測量，相關(guan) 研究成果發表在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》期刊中。此外，他還開發了一種基於(yu) 自由光譜範圍擴展的光纖幹涉傳(chuan) 感解調方法，極大提高了光纖傳(chuan) 感器的解調精度和範圍。

這些傳(chuan) 感技術在複雜結構（如隧道、橋梁等）的健康監測中發揮了重要作用，尤其是在應對大規模基礎設施工程中傳(chuan) 感器布設困難的情況下，光纖傳(chuan) 感技術顯示出了其獨特的優(you) 勢。

三、研究方法與(yu) 特色

Prof. Yang的研究方法具有高度的創新性和多學科交叉的特點，以下是其研究方法和特色的總結。

3.1 多學科交叉與(yu) 創新

Prof. Yang的研究涉及多個(ge) 學科，包括土木工程、材料科學、物理學、電子工程和人工智能等。他通過將這些學科的理論和技術結合，創造性地解決(jue) 了土木工程中的諸多難題。例如，他將超材料和振動控製理論應用於(yu) 結構健康監測和能量收集領域，通過開發新型智能材料和結構，實現了傳(chuan) 統方法無法達到的性能提升。

這種跨學科的研究方法不僅(jin) 推動了土木工程領域的技術進步，還開拓了多個(ge) 學科之間的協作空間，為(wei) 未來的科研提供了新的思路。

3.2 理論與(yu) 實驗相結合

Prof. Yang的研究不僅(jin) 注重理論模型的構建，還強調實驗驗證的重要性。在能量收集和超材料研究中，他通過大量的實驗數據驗證了理論模型的準確性。例如，在風能收集混合納米發電機的研究中，團隊通過實驗驗證了其在不同風速下的穩定性和高效性。這種理論與(yu) 實驗相結合的研究方法，確保了研究成果的可靠性和應用性。

3.3 實際應用導向

Prof. Yang的研究具有很強的應用導向性，他的許多研究成果已經成功轉化為(wei) 工業(ye) 應用。例如，他創立的Syswell Technology公司，專(zhuan) 門提供基於(yu) 傳(chuan) 感技術的岩土和結構監測解決(jue) 方案，為(wei) 實際工程提供了高效可靠的監測手段。此外，他的研究團隊開發的智能傳(chuan) 感器和能量收集技術，也為(wei) 遠程監測係統提供了自主供能的解決(jue) 方案，極大地提升了監測係統的穩定性和持續性。

這種注重實際應用的研究風格，使得Prof. Yang的研究不僅(jin) 在學術界具有重要影響力，還在工業(ye) 界獲得了廣泛認可。

3.4 團隊合作與(yu) 國際合作

Prof. Yang的研究團隊包括多名博士後、博士生和碩士生，他非常注重團隊合作，鼓勵成員之間的跨學科交流與(yu) 合作。此外，他還與(yu) 多個(ge) 國際頂尖研究機構保持密切合作，積極參與(yu) 國際學術交流。這種團隊合作與(yu) 國際合作的研究模式，不僅(jin) 提升了研究的深度和廣度，還為(wei) 學生提供了寶貴的國際化科研平台。

四、研究前沿與(yu) 發展趨勢

4.1 結構健康監測的智能化與(yu) 自動化

隨著人工智能和物聯網技術的發展，結構健康監測正朝著智能化和自動化方向發展。Prof. Yang的研究在這一領域處於(yu) 前沿，他提出的基於(yu) AIoT的結構健康監測框架，結合了物理模型和數據驅動模型，能夠實現自主監測和實時分析。這一技術的發展將極大提升基礎設施的管理效率，並為(wei) 未來的智慧城市建設提供技術支撐。

未來，隨著5G和邊緣計算技術的成熟，結構健康監測係統將更加智能化，能夠實現更大規模、更複雜結構的實時監控和預測性維護。Prof. Yang的研究為(wei) 這一發展方向提供了堅實的技術基礎。

4.2 能量收集技術的多樣化與(yu) 高效化

能量收集技術在物聯網設備中的應用前景廣闊，未來的發展方向將集中於(yu) 多源能量收集與(yu) 能量轉換效率的提升。Prof. Yang的研究在這一領域具有重要的引領作用，尤其是他開發的多自由度摩擦電能量收集器，為(wei) 寬頻帶能量收集提供了新的解決(jue) 方案。未來，隨著智能材料技術的發展，能量收集器將能夠從(cong) 更多的環境能量源（如熱能、光能）中獲取能量，並實現更高效的轉換。

4.3 超材料在土木工程中的應用

超材料的特殊物理性質使其在振動控製、能量收集等領域具有廣泛的應用潛力。未來，隨著超材料技術的不斷發展，其在土木工程中的應用將更加廣泛。Prof. Yang的研究已經展示了超材料在振動抑製和能量收集中的巨大潛力，未來的研究將進一步探索超材料在複雜結構中的應用，特別是在高層建築、橋梁等大型基礎設施中的振動控製和結構健康監測。

4.4 人工智能對基礎設施管理的變革

人工智能技術正在迅速改變土木工程領域的基礎設施管理模式。Prof. Yang的研究表明，結合物理模型和數據驅動模型的人工智能技術，能夠極大提升基礎設施的監測精度和管理效率。未來，人工智能將進一步與(yu) 大數據、物聯網技術相結合，實現基礎設施的全麵智能化管理。這一發展趨勢將為(wei) 城市基礎設施的長期健康運行提供技術保障。

五、對有意申請教授課題組的建議

對於(yu) 有興(xing) 趣申請Prof. Yang課題組的學生，以下幾點建議可以幫助你更好地準備申請：

5.1 具備紮實的專(zhuan) 業(ye) 知識

Prof. Yang的研究涵蓋了多個(ge) 學科，申請者需要具備紮實的土木工程、材料科學、物理學或電子工程的專(zhuan) 業(ye) 知識。尤其是在結構健康監測、智能傳(chuan) 感器技術和能量收集等領域，申請者應具備較強的理論基礎和實驗技能。

5.2 熟悉智能材料與(yu) 傳(chuan) 感技術

由於(yu) Prof. Yang的研究涉及大量智能材料和傳(chuan) 感技術的應用，申請者應具備相關(guan) 領域的知識，特別是對光纖傳(chuan) 感技術、壓電材料和摩擦電材料的了解。此外，具備實驗經驗和數據分析能力的申請者將在研究中占據優(you) 勢。

5.3 展現科研潛力與(yu) 主動性

Prof. Yang非常重視學生的科研能力和創新精神。因此，申請者需要展示出對科研的濃厚興(xing) 趣和獨立思考的能力。在申請材料中，可以突出你在本科或碩士階段參與(yu) 的科研項目，尤其是那些與(yu) 結構健康監測、能量收集或超材料相關(guan) 的研究經曆。

5.4 申請前的充分準備

在申請前，建議仔細閱讀Prof. Yang的研究論文和項目報告，了解他的研究方向和最新進展。通過查閱文獻，你可以更好地理解Prof. Yang的研究思路和方法，從(cong) 而在申請材料中展示出你對這一領域的深刻理解。此外，如果有機會(hui) ，可以嚐試聯係Prof. Yang，表達你對其研究的興(xing) 趣，並詢問課題組是否有適合你的研究項目。

5.5 申請材料的準備

申請者需要精心準備申請材料，包括個(ge) 人陳述、推薦信和成績單。在個(ge) 人陳述中，明確表達你對Prof. Yang研究方向的興(xing) 趣，結合你自身的學術背景和科研經曆，突出你能夠為(wei) 課題組帶來的貢獻。此外，推薦信應選擇了解你科研能力的導師或教授撰寫(xie) ，確保其能夠客觀評價(jia) 你的學術潛力和科研能力。