過增元

過增元

過增元,1936年2月28日生于江蘇無錫,清華大學工程力學系教授,美國密西根州立大學兼職教授,中國科學院院士,工程熱物理學家。

清華大學動力機械系畢業。1997年當選為中國科學院院士。《國際熱和流體科學》、《國際微尺度熱物理工程》和《國際多相流》等學術刊物的編委。長期從事熱科學與技術研究,在熱流體、熱電漿、微重力條件下的流動與傳熱、微尺度傳熱和傳熱強化等方面均有突出貢獻。曾獲國家自然科學三等獎、國家科技進步三等獎、教委科技進步一等獎等多項獎勵。

  • 中文名
    過增元
  • 國籍
    中國
  • 出生地
    江蘇無錫
  • 出生日期
    1936年2月28日
  • 畢業院校
    清華大學動力機械系

個人簡介

過增元,清華大學工程力學系教授,美國密西根州立大學兼職教授,中國科學院 院士,工程熱物理學家。

過增元院士過增元院士

曾任清華大學工程力學系工程熱物理教研室主任、研究生院副院長。清華大學機械工程學院院長,中國工程熱物理學會副理事長,傳熱傳質分科學會主任、863航天空間站技術專家組專家,國家自然科學基金重大項目"航天技術和信息器件中的微細尺度傳熱"負責人,973項目"高效節能的關鍵科學問題"首席科學家、國際傳熱傳質中心執行委員,國際傳熱大會常務理事和中國首席代表。現為中國工程熱物理學會理事、中國力學學會理事,美國機械工程師協會Fellow,《傳熱和傳質》、《微尺度熱物理工程》和《傳熱強化》等國際學術刊物編委。

多年來從事傳熱傳質學、熱流體學和微尺度流動與傳熱等方面的研究工作。作為第一完成人曾獲國家自然科學二等獎(2012) 、三等獎(1995)各一項、國家科技進步二等獎(2004)一項和北京市教學成果一等獎等多項獎勵。出版有專著《電弧和熱電漿》、《熱流體學》《場協同原理和傳熱強化新技術》和《對流傳熱最佳化的場協同理論》等,發表論文300餘篇。目前的研究方向有:熱學新理論及其套用、微尺度流動與傳熱、節能理論和傳熱強化技術等。

人物履歷

1936年2月28日,出生于江蘇省無錫市。

1959年,畢業于清華大學動力機械系。

1959-1979年,任清華大學數學與力學系助教、講師。

1979-1981年,德國慕尼黑工業大學(Munich Technique University)洪堡學者。從事研究工作、而後作為訪問教授或兼職教授曾在多所國際知名大學從事研究工作和講學。

1984年-,任清華大學工程力學系教授、工程熱物理教研室主任。

1988年9月-1988年10月,法國Ecole Centrale de Paris訪問教授。

1989年8月-1989年12月,德國斯圖加特大學(University of Stuttgart)訪問教授。

1993.7-1993.12,美國密西根州立大學(Michigan State University)訪問教授。

1993年-,美國密西根州立大學機械工程系(Dept of Mechanical Engineering, Michigan State University)兼職教授。

1995年5月-1995年7月,日本東京大學(University of Tokyo)和索菲亞大學(Sophia Univ.)訪問教授。

1997年4月-1997年6月,德國斯圖加特大學(University of Stuttgart)訪問教授。

1997年,當選為中國科學院院士。

1999年-,清華大學機械學院院長。

2001年2月-2001年4月,日本京都大學(University of Kyoto)訪問教授。

2003年2月-2003年4月,台灣成功大學(Cheng Kung University)訪問教授。

社會兼職

國際傳熱傳質中心執行委員(Executive Committee Member of International Center for Heat and Mass Transfer)(1993年-)。

國際傳熱大會常務理事和中國首席代表(Assembly Member of International Conference of Heat Transfer)(2000年-現在)。

國際刊物編委(Editor)

1)《實驗熱流體科學》(Experimental Thermal and Fluid Science)(1986年-現在);

2)《強化傳熱雜志》(Journal of Enhanced Heat Transfer)(2004年-)。

國際刊物編委會委員(Member of Editorial Board)

1)《國際多相流雜志》(International Journal of Multiphase Flow)(1998年-);

2)《微尺度熱物理工程》(Microscale Thermophysical Engineering)(1997年-);

3)《日本機械工程師協會國際刊物》(JSME International Journal)(2002年-)。

中國工程熱物理學報副主編(1997年-)。

中國工程熱物理學會副理事長(1997年-)。

中國力學學會理事和電漿專業委員會副主任(1989年-)。

清華大學研究生院副院長,清華大學學位評定委員會副主席,熱能工程與工程熱物理研究所副所長(1984年-)

國務院學位委員會動力工程和工程熱物理學科評審組召集人。

中國航天863空間站技術專家組顧問。

研究方向

微尺度流動和傳熱、微重力條件下的流動和傳熱、微光機電系統中的流動和傳熱、傳熱強化技術、換熱器和熱網最佳化技術、相變過程的分子動力學模擬等,開闢了新概念熱學的研究方向,為熱科學的基礎理論研究作出了開創新的工作。

學術成果

成果概述

長期從事熱科學與技術研究,主要領域涉及傳熱學、熱流體學和熱電漿等方面。

在熱流體方面,提出了熱可壓流體概念,發現了熱繞流等現象,並建立了熱阻力和熱繞流的定量關系式。

在熱電漿方面,提出了電弧堵塞的概念,發展了一種熱力學非平衡電漿參數計算的新方法,對熱電漿加工有重要意義。

在微重力條件下的流動與傳熱方面,提出了載人艙內流場、溫度場和濕度場地面模擬的新方法,建立了相應的模擬裝置,可大量節省實驗時間和經費,促進了航天事業的發展。

在微尺度傳熱和傳熱強化方面,提出了溫差場均勻性原則等傳熱強化新思路,它可使換熱效率提高的同時不帶來附加的阻力損失。

在傳熱學的基礎理論方面,提出了熱的動質二象性說,即熱具有能量和質量的雙重屬性,在熱學中引入熱質、熱質勢、熱質能(火積)等熱學新概念,以建立熱量傳遞的普適定律和最佳化熱量傳遞過程的普遍原理。

通過建立熱量傳遞的動力學控製方程,探討傅立葉導熱定律的物理本質,建立亦適用于極端條件(納米、超快速、極低溫傳熱等)的普適傳熱規律;基于變分原理建立傳熱過程的最小作用量原理,即熱質能(火積))耗散極值原理,套用于傳遞過程和熱功轉換過程的最佳化,以提高能量利用效率。

學術專著

專著3部,包括《電弧和熱電漿》、《熱流體學》、《場協同原理與強化傳熱新技術》。

論文情況

截至2005年12月16日,共發表論文300餘篇,其中70篇被SCI收錄。

代表性論文如下:

微納米尺度流動與傳熱方面

1. BY Cao, M Chen, ZY Guo, Rarefied gas flow in rough microchannels by molecular dynamics simulation, Chinese Physics Letters, 2004, 21(9): 1777-1779 (SCI: 851VY)

2. XB Luo, ZX Li, ZY Guo, YJ Yang, Study on linearity of a micromachined convective accelerometer, MicroElectron Engineering, 2003, 65(1-2): 87-101 (SCI: 638XM)

3. ZY Guo, ZX Li, Size effect on microscale single-phase flow and heat transfer, Int. J. Heat Mass Transfer, 2003, 46: 149-159 (SCI: 617FA)

4. ZX Li, DX Du, ZY Guo, Experimental study on flow characteristics of liquid in circular microtubes, Microscale Thermophysical Engineering, 2003, 7(3): 253-265

5. XB Luo, ZX Li, ZY Guo, YJ Yang, Thermal optimization on micromachined convective accelerometer, Heat and Mass transfer, 2002, 38(7-8): 705-712 (SCI: 593LV)

6. W Wang, ZX Li, ZY Guo, Analysis of thermal cycling in micro-PCR chip, Int. J. Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, 2002, 3: 233-236 (SCI: 574RR)

7. G Pelata, ZY Guo, ZX Li, G Zummo, Section 2.13.2 "Single-phase fluid flow", in section 2.13 "Heat transfer and fluid flow in microchannels" (eds. G Pelata and G Zummo), Heat Exchanger Design Update, the Update Journal of the Heat Exchanger Design Handbook, HEDU update section, 2002, 9(1-2)

8. DX Du, ZX Li, ZY Guo, Friction resistance for gas flow in smooth microtubes, Science in China (Series E), April 2000, 43(2): 171-177 (SCI: 309AJ). 杜東興,李志信,過增元,微細光滑管內氣體流動阻力特徵,中國科學(E輯),2000,30(2):173-178

9. ZY Guo, XB Wu, Further study on compressibility effects on the gas flow and heat transfer in a micro-tube, Microscale Thermophysical Engineering, 1998, 2(2): 111-120 (SCI: ZU013)

10. 曹炳陽,陳民,過增元,2DMD套用于微通道內氣體流動研究,科學通報,2004,49(10):930-933

11. 王瑋,葛峰,李志信,過增元,壁面軸向導熱對微細管內對流換熱的影響,工程熱物理學報,2003,24(5): 846-848

12. 李娜,李志信,過增元,封閉空間內小尺度等溫豎板自然對流的三維效應,上海理工大學學報,2003,25(3):218-220

13. 羅小兵,李志信,過增元,一種新型無閥微泵的原理和模擬,中國機械工程,2002,13(15):1261-1263

場協同節能理論與傳熱強化技術方面

1. JA Meng, ZJ Chen, ZX Li, ZY Guo, Field-coordination analysis and numerical study on turbulent convective heat transfer enhancement, J. Enhanced Heat Transfer, 2005, 12(1): 73-83

2. ZZ Xia, XG Cheng, ZX Li, Guo ZY, Bionic optimization of heat transport paths for heat conduction problems, J. Enhanced Heat Transfer, 2004, 11(2): 119-131 (SCI: 832OT)

3. ZY Guo, S Wei, XG Cheng, A novel method to improve the performance of heat exchanger - Temperature fields coordination of fluids, Chinese Science Bulletin, 2004, 49(1): 111-114(SCI: 774KZ)

4. LJ Yang, JX Ren, YZ Song, JC Min, ZY Guo, Convection heat transfer enhancement of air in a rectangular duct by application of a magnetic quadrupole field, Int. J. Engineering Science, 2004, 42(5-6): 491-507 (SCI: 770NW)

5. LJ Yang, JX Ren, YZ Song, ZY Guo, Free convection of a gas induced by a magnetic quadrupole field, J. Magnetism and Magnetic Materials, 2003, 261(3): 377-384 (SCI: 667QE)

6. ZY Guo, SQ Zhou, ZX Li, LG Chen, Theoretical analysis and experimental confirmation of the uniformity principle of temperature difference field in heat exchanger, Int. J. Heat Mass Transfer, 2002, 45(10): 2119-2127 (SCI: 551TN)

7. S Wang, ZY Guo, ZX Li, Heat transfer enhancement by using metallic filament insert in channel flow, Int. J. Heat and Mass Transfer, 2001, 44: 1373-1378 (SCI: 406HA)

8. ZY Guo, Mechanism and control of convective heat transfer - Coordination of velocity and heat flow fields, Chinese Science Bulletin, 2001, 46 (7): 596-599 (SCI: 429ZY)

9. ZY Guo, DY Li, BX Wang, A novel concept for convective heat transfer enhancement, Int. J. Heat and Mass Transfer, 1998, 41(14): 2221-2225 (SCI: ZP109)

10. 孟繼安,陳澤敬,李志信,過增元,交叉縮放橢圓管換熱與流阻實驗研究及分析,工程熱物理學報,2004,25(5):813-815

11. 程新廣,李志信,過增元, 基于最小熱量傳遞勢容耗散原理的導熱最佳化,工程熱物理學報,2003,24(1):94-96

12. 魏澍,過增元,二維方腔內對流換熱的場協同分析,工程熱物理學報,2003,24(3):466-468

13. 過增元,程新廣,夏再忠,最小熱量傳遞勢容耗散原理及其在導熱最佳化中的套用,科學通報,2003,48(1):21-25

14. 過增元,換熱器中的場協同原則及其套用,機械工程學報,2003,

15. 過增元,魏澍,程新廣,換熱器強化的場協同原則,科學通報,2003,48(22):2324-2327

16. 程新廣,夏再忠,李志信,過增元,導熱最佳化:熱耗散與最優導熱系數場,工程熱物理學報,2002,23:715-717

17. 過增元,對流換熱的物理機製及其控製:速度場與熱流場的協同,科學通報,2000,45(19):2118-2122

傳熱傳質過程的分子動力學模擬方面

1. BY Cao, M Chen, ZY Guo, Application of 2DMD to gaseous microflows, Chinese Science Bulletin, 2004, 49(11): 1101-1105 (SCI: 846CU)

2. ZJ Wang, M Chen, ZY Guo, A molecular study on the liquid-vapor interphase transport, Microscale Thermophysical Engineering, 2003, 7(4): 275-289 (SCI: 746DW)

3. XL Feng, ZX LI, ZY Guo, Molecular dynamics simulation of thermal conductivity of nanoscale thin silicon films, Microscale Thermophysical Engineering, 2003, 7(2): 153-161 (SCI: 706NU)

4. ZJ Wang, M Chen, ZY Guo, A two-dimensional molecular dynamics simulation of liquid-vapor nucleation, Chinese Science Bulletin, 2003, 48(7): 623-626 (SCI: 670MC)

5. ZJ Wang, M Chen, ZY Guo, Modified transition state theory for evaporation and condensation, Chinese Physics Letters, 2002, 19(4): 537-539 (SCI: 552AZ)

6. XL Feng, ZX Li, ZY Guo, Size effect of lattice thermal conductivity across nanoscale thin films by molecular dynamics simulations, Chinese Physics Letters, 2001, 18(3): 416-418 (SCI: 417RM)

7. YK Guo, ZY Guo, XG Liang, Three-dimensional molecular dynamics simulation on heat propagation in liquid argon, Chinese Physics Letters, 2001, 18(1): 71-73. (SCI: 397YD)

8. M Chen, ZY Guo, XG Liang, Molecular simulation of some thermophysical properties and phenomena, Microscale Thermal Engineering, 2001, 5(1): 1-16 (SCI: 408GM)

9. M Chen, C Yang, ZY Guo, Surface tension of Ni-Cu alloys: A molecular simulation approach, Int. J. Thermophysics, 2001, 22(4): 1295-1302 (SCI: 469YV)

10. ZJ Wang, M Chen, ZY Guo, C Yang, Molecular dynamics study on the liquid-vapor interfacial profiles, Fluid Phase Equilibria, 2001, 183: 321-329 (SCI: 461WB)

11. C Yang, M Chen, ZY Guo, Molecular dynamics simulations on specific heat capacity and glass transition temperature of liquid silver, Chinese Science Bulletin, 2001, 46(12): 1051-1053 (SCI: 458KQ)

12. C Yang, M Chen, ZY Guo, BB Wei, Hypercooling and the specific heat capacity of Cu-Ni alloy, Chinese Physics Letters, 2001, 18(1): 126-128 (SCI: 397YD)

13. ZY Guo, DX Xiong, C Yang, M Chen, ZX Li, Continuous liquid-vapor phase transition in microspace, Int. J. Thermal Science, 2000, 39(4): 481-489 (SCI: 306VZ)

14. 曹炳陽,陳民,過增元,納米通道滑移流動的分子動力學研究,工程熱物理學報,2003,24(4):670-672

15. 王金照,陳民,過增元,液相中氣相成核的二維分子動力學模擬,科學通報,2003,48(2):125-128

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