非线性振动超材料全额资助博士

项目概览

本项目研究随振幅改变动力行为的非线性谐振器，目标是为自适应隔振、频率转换和非互易波传播建立高效模型与设计规则。

材料科学与技术是Empa的核心方向，机构强调通过前沿研究为社会福祉和可持续未来作出实质贡献。雇主Empa是ETH体系的材料科学与技术研究机构，约有1,100名员工；主要工作地点为瑞士Dübendorf。

岗位由Empa声学／噪声控制实验室开展，与ETH Zürich非线性动力学教席和法国Le Mans声学团队LAUM合作。

四年全额资助，博士在ETH Zürich注册，由Paolo Tiso博士共同指导；拟于2027年2月或协商日期开始。

项目详情

传统机械波与振动控制常使用性质固定的线性器件；本项目利用强非线性谐振器随振幅变化的响应，探索常规设计难以实现的功能。研究结合机械建模、有限元仿真、原型开发和实验测试，不限于单独计算或单独测量。

博士将为具有非线性刚度、阻尼与惯性效应的谐振器建立解析和数值模型；围绕惯性放大、双线性刚度和多自由度动力学设计、仿真及优化新概念。还须制造谐振器原型，通过振动测试、激光测振和模态分析表征其性能，研究内共振、频率转换、分岔及非线性能量转移。

另一项核心工作是建立降阶模型与高效仿真工具，使非线性超材料和波控制器件的设计不必始终依赖昂贵的完整模型。研究成果通过高水平期刊论文、国际会议报告，以及与ETH Zürich、Université du Mans合作交流传播。主工作在Empa，至少安排一次Le Mans研究派驻，并与ETH非线性动力学教席密切合作；派驻时长和费用未说明。

声学／噪声控制实验室团队覆盖振动声学、环境声学和心理声学，使用数值模型及多种噪声、振动测量设备。实验室由来自不同背景的科学家与工程师组成国际团队，多样的研究主题同时依赖广泛的数值建模和测量设备。

博士需要主动阅读技术文献，不仅理解主要结论，也应辨别不同理论之间的细节，并能够亲自实现、改进研究方法。阶段汇报既要展示已取得的结果，也要给出充分论证的解释；接受导师反馈后继续调整工作及研究思路。团队期待成员主动分享成果，在启发同事的同时吸收同事的见解。项目会议和国际会议也是训练独立表达、了解研究整体背景和向国际专家传播成果的机会。

除了研究组提供的科研或产业方向发展机会，博士还可参与Doctoral School培训。Empa主园区靠近Zürich，招聘介绍园区距Zürich国际机场约二十分钟电车路程，招聘将Zürich介绍为全球生活质量较高的城市之一，城市欢迎非德语母语人士，并提供丰富的文化、社交和户外活动机会；这些是生活环境介绍，不是住房或额外补助承诺。机构通过多元行动计划明确包容和尊重的目标，并持续实施和完善；招聘也提醒女性及少数背景人士不必因未完全满足条件而自动放弃。机构欢迎有动力、投入和学习意愿、但未满足百分之百条件者提交有质量的申请。

申请要点

• 工程、物理或数学硕士，取得时间不超过四年，成绩高于同侪平均；书面与口头英语熟练。

• 在课程或此前工作中至少有一类经验：结构／非线性动力学、有限元等数值建模，或声学实验方法，并对这些方向有深入兴趣；不能改写为三类全部必需。

• 能独立实现方法、严谨解释结果，愿意频繁汇报、接受反馈、团队交流并逐渐提高研究自主性。招聘未指定某一软件或德语证书。

• 完整在线材料包括动机信、CV、证书、学位文凭及两名推荐人的联系方式；不是要求两封推荐信。

• 必须经正式岗位入口递交，电子邮件和邮寄申请不予考虑。截止时间未明确。

• 四年全额资助，ETH Zürich博士注册，2027年2月或双方协商入职。工资金额和个人净收入未列出。

需要进一步确认

当前申请窗口、工资和费用承担；硕士四年时限的计算基准；中国学历正式博士录取及英语证明方式；Empa与ETH的具体指导安排、Le Mans派驻时长及经费。

Empa／ETH Zürich：用非线性谐振器控制振动

项目判断

值得重点研究，需核实具体安排（Strong but verify fit）。 本项目研究响应随振幅改变的谐振器，把解析力学、有限元、原型制造和测量结合起来。其价值在于从强非线性构件出发，为自适应隔振、频率转换与非互易传播建立有效设计模型。Empa提供四年全额资助，博士在ETH Zürich注册，并至少赴Le Mans研究派驻一次；计划2027年2月或双方协商日期开始。2026年10月24日实查时，正式招聘与申请表均开放，但没有公布截止日期或工资。无截止日期不等于长期保证开放。正式招聘；当前申请表

明确条件是工程、物理或数学硕士，取得学位不超过四年、成绩高于同侪平均、英语熟练，并在结构／非线性动力学、有限元建模或实验声学中至少有一类经验。四年从哪个日期计算，应在申请前确认。科研问题联系人为 Bart van Damme博士，bart.vandamme@empa.ch；招聘明确 Paolo Tiso博士为ETH共同导师，正式ETH主导师和具体录取、资源准入安排仍需落实。正式博士指导资格

研究问题与实际工作

线性振动控制器件的性质固定，有效频段往往受限。强非线性刚度、阻尼和惯性可以带来振幅相关响应，也会引入线性模型容易遗漏的内共振、分岔与能量交换。科学难点是准确预测并利用这些效应，使其足以指导实物设计。非互易传播是项目目标，不能表述成所有拟设计谐振器已经具备的性能。研究目标与职责

招聘列出六组相连的工作：建立解析和数值模型；设计优化惯性放大、双线性刚度与多自由度谐振器；制造原型；通过振动测试、激光测振和模态分析表征响应；研究内共振、频率转换、分岔及非线性能量转移；建立降阶模型和高效仿真工具。期刊论文、国际会议与伙伴协作也是明确职责。岗位同时包含计算和实验，不能理解成纯数值建模。

一个有依据的潜在切入点是：降阶模型能否保留决定隔振效果的状态转变与能量路径，而非只匹配小振幅共振频率？另一问题是衰减究竟来自传播带变化、局部耗散，还是测量与模型不匹配。这些是分析提出的研究角度，不是已经分配的工作包或保证结果。首个器件、材料、制造方法和振幅范围仍未指定。非线性衰减证据；参数识别与不确定性

学校、学科与博士培养

Empa是雇主和主要研究场所，地点在Zürich附近的Dübendorf，属于ETH体系研究机构；本岗位并非由Empa独立授予博士学位。ETH Zürich是招聘明确的博士注册机构，Le Mans／LAUM承担科研合作及派驻角色，没有法国学位或双学位承诺。招聘点名ETH非线性动力学教席，并链接D-MAVT博士学校；最终正式归属和主导师应在指导安排中写明。机构分工；D-MAVT培养规定

ETH在2026年3月QS学科结果说明中列出材料科学第10、土木与结构工程第4，共16个学科进入前十。材料学是谐振器与超材料的相关背景；土木工程只是相邻学科信号，不是该实验室排名。机械工程表格在实查页面未加载，因此本报告不填入未读到的名次。Empa的课题价值应结合招聘中的声学设备与共同研究判断，不能直接把ETH排名移植给Empa。排名年份与范围

D-MAVT要求博士计划、正式录取前的资格考核讨论（aptitude colloquium）、至少12 ECTS，并在通过考核后每年讨论研究进展。四年是承诺资助的岗位期限，不是保证自动毕业或无限延长。ETH正式主导师规则允许教授，以及须经院系批准的特定其他人员；Tiso的共同导师身份不等于已确认他是正式主导师。招聘要求每周至每月汇报，说明工作节奏，不能推定每周必有一对一个别会议。培养节点；指导权限

团队与近期研究

官网补充了Empa联系人van Damme。Tiso的正式授课记录将其列于D-MAVT非线性动力学教席，教授Advanced Dynamics；所在研究环境结合动力系统方法、数值计算与模型降阶。这些证据能说明方向关联，不能承诺教席所有成员都亲自指导或某种算力配额。ANR当前对Le Mans声学研究生院的说明支持当地持续开展研究和培养，但不能当成本岗位派驻经费证据。Tiso的ETH记录；非线性动力学研究环境；Le Mans机构背景

以下三篇近期成果均含van Damme和／或Tiso署名。报告实读的是arXiv版本，未独立确认这些具体版本的正式出版／录用状态。

1. 非线性阻尼超材料：带隙与模态耗散实现宽频衰减，Zhao等，含van Damme，2023年。惯性放大器产生振幅相关阻尼，模态／谐波分析与打印梁振动、激光测量相互验证，支持带隙拓宽及模态耗散。它把机制与实测连接起来，但有限原型和特定激励不能证明任意宽频隔振，更不是非互易传播的证明。非线性衰减实验
2. 频率响应测量与降阶模型结合的黏弹性参数反演，Taenzer、Tiso、van Damme，2025年。研究利用降阶模型和约束粒子群优化拟合激光测得的传递函数，以POM动态力学分析校验，并研究打印曲面复合材料。频率相关刚度、阻尼及不确定性影响模型；适用证据主要来自具有清晰共振峰的轻阻尼结构，激励／测点位置及模型偏差限制外推。材料识别不能等同于解决全部强非线性问题。测量到模型的连接
3. 大型强耦合振动声学模型降阶可扩展性基准，Metting van Rijn、Taenzer、Tiso、van Damme，2026年。充水圆柱基准经实验校验，比较模态法与Krylov方法，规模最高到百万自由度；适当矩阵处理后的TOAR表现较好，部分扫频计算约加速600倍。基依赖载荷位置，这不是通用加速承诺，也未验证双线性非线性谐振器。规模与适用边界

Tiso参与的其他研究补充了方法前沿：几何参数化降阶需要在训练覆盖和离线成本间取舍，并保持网格拓扑；超降阶在张量构建成本和误差间取舍；非线性几何到离散模型的映射则需要谱间隙与时间尺度分离。因此，“快速代理是否仍能捕获分岔和内共振”本身就是博士问题，不能默认成立。论文中出现Abaqus或某种算法，也不使其成为岗位必需技能。参数化降阶；离线超降阶；非线性模型与几何映射

四年资助、Zürich预算与派驻

官网承诺四年全额资助，但没有列工资、雇佣比例、发薪方式或逐项学费、交流费用覆盖。应向Empa HR索取，不能用ETH通用工资表代替Empa实际报价。ETH博士实际收费及报销主体也需确认：当前财务页面的费用表在实查中未显示，本报告既不承诺零费用，也不填入未核实金额。

制定区域预算时，可参考UZH的学习费用咨询部门目前给出的最低2,200瑞郎／月，折合全年26,400瑞郎；其中含UZH自身学习费用预留，住房条目910、食物450瑞郎。这不是Empa雇员预算或ETH收费表，保险、税费与租房都可能不同。应把它作为明示的规划情景，再用真实雇员支出替换相应项目，不能从未知税前工资直接减出“结余”。ETH员工成本指南同样强调住房、保险和生活方式差异，以及外国员工源泉扣税。旅行、押金、临时住宿、家具和许可手续需另留启动资金。区域预算与适用范围；员工成本因素

至少一次Le Mans研究派驻已明确，时长、交通住宿经费、瑞士工资连续性、保险和法国研究活动许可尚未说明。不能认为瑞士居留证已经解决全部法国工作／研究要求，出行前须由Empa HR及接收方确定。报告不承诺额外法国津贴或学费减免。

中国国内申请的资格与材料

招聘明确的申请画像是近期取得、成绩高于平均的相关硕士，英语熟练，至少一类相关经验，能严谨实现方法、解释结果、定期汇报、团队合作并逐渐独立。招聘未另列优先技能清单；欢迎尚未满足全部细节的积极申请者，不等于取消硕士四年时限、学位或移民规则。未列德语证书或指定软件的强制要求。资格边界

ETH注册要求大学硕士已全部完成，并有符合权限的指导者，与Empa选拔分开。材料政策明确举例接受中文原件配英文翻译，译文须由授予学校或获授权的专业译者提供；还需最终本硕学位、成绩单、硕士论文成绩及适用的在线学历核验。这说明中国学历可以按要求提交核验，不等于所有中国学位自动认可。未查明本安排博士专用的英语考试要求，不能把ETH硕士录取的C1规则套来；应问清接受哪种英语能力证据。录取条件；外国学历材料

Empa招聘阶段，经正式入口提交动机信、CV、证书／学位文凭及两名推荐人联系方式，邮件和邮寄不予考虑；当前表单允许所列文件类型，总计20MB。之后的ETH博士注册阶段，改为每份PDF不超过5MB，通常由两名推荐人收到系统请求上传推荐信，未来博士主导师不能作为推荐信作者。两套程序应分开准备，初次提供联系方式不能代替后续推荐信。雇主材料上传；独立的ETH注册

建议用研究样例展示模型怎样验证、实验不确定性怎样处理、降阶在哪些条件下失效。只有计算经历且不愿制造、测试，会留下明确职责缺口。这是准备建议，不是额外要求必须发表论文或持某种仪器证书。

职业背景与分阶段行动

非线性力学、有限元／降阶、振动测量与参数识别可用于声学／NVH、仿真、测试或机械研发。Swissmem 2026年8月报告显示复苏脆弱且不均：上半年行业销售增2.5%，中小企业降3.8%，并有利润和贸易压力。这是行业背景，不是毕业就业率，也不保证毕业时存在特定超材料岗位。原始行业调查

申请前，先向van Damme／HR确认硕士四年的日期基准、当前招聘窗口及中国学历、英语证明方式，再通过正式入口递交。除10月23日发现记录外，未找到官方首发日期，因此不声称这是当天首次创建的岗位。

面试时，确认首个谐振器方案、模型与实验分工、制造测量权限、Empa／ETH日常指导和正式ETH主导师，并讨论如何验证降阶误差及非线性转变。同步问Le Mans目标与时间。

接受合同前，取得工资、学费及派驻预算，录取／资格考核节点和可行的许可、入职顺序。SEM把博士研究列入普通第三国就业条件的可能例外，但批准取决于个案。ETH也依据原机构、个人经历、资助、研究与资源准入风险逐案审查，单项条件不会自动排除申请者；本次未能获取其所链接的国家名单与博士说明PDF，所以不宣称中国申请者一律禁止，也不宣称已经通过审查。Empa聘用、ETH注册和法国访问均应落实相应路径。第三国制度框架；安全审查范围

证据与来源

项目、学校、培养与资格

• Empa nonlinear vibrational metamaterials vacancy
• Empa current online application form
• ETH doctoral admission requirements
• ETH doctoral registration documents
• D-MAVT doctoral studies
• ETH authorised doctoral thesis supervisors
• ETH 2026 QS subject results
• ANR Institut of Acoustics Graduate School
• ETH security screening policy explanation
• SEM third-country employment and doctoral exceptions

团队与原始科学研究

• Paolo Tiso official ETH teaching profile
• Haller Group nonlinear dynamics research
• A Nonlinear Damped Metamaterial: Wideband Attenuation with Nonlinear Bandgap and Modal Dissipation
• Matching frequency response measurements and reduced order models for inverse identification of viscoelastic properties
• Scalability benchmark of model order reduction for strongly coupled vibroacoustic problems
• Non-intrusive data-free parametric ROM for geometrically nonlinear structures
• Hyperreduction for non-intrusive nonlinear ROM construction
• Embodying computation in nonlinear perturbative metamaterials

生活费与行业背景

• ETH staff cost of living guidance
• UZH financial aid: Zurich living cost baseline
• Swissmem first-half 2026 industry conditions