过增元

过增元，1936年2月28日出生于江苏无锡，工程热物理学家，中国科学院院士，清华大学工程力学系教授、博士生导师。1959年过增元毕业于清华大学动力机械系；1979年作为洪堡学者赴联邦德国慕尼黑工业大学工作；1997年当选为中国科学院院士；1999年担任清华大学机械工程学院院长；2005年获得美国机械工程师学会微尺度传热终身成就奖；2017年3月29日获得亚洲热科学与工程联合会亚洲热科学杰出成就奖。过增元的研究主要为热科学与技术研究，涉及热流体、热等离子体、微重力条件下的流动与传热、微尺度传热和传热强化等方面。

基本资料

中文名：过增元

外文名：ZengYuanGuo

国籍：中国

出生地：江苏省无锡市

出生日期：1936年2月28日

职业：教育科研工作者

毕业院校：清华大学

主要成就：1997年当选中国科学院院士

代表作品：《场协同原理与强化传热新技术》

人物经历

1936年2月28日，过增元出生于江苏省无锡市北塘后蔡家弄。

1959年，毕业于清华大学动力机械系；之后留在清华大学，担任数学与力学系助教、讲师。

1979年-1981年，作为洪堡学者到德国慕尼黑工业大学从事研究工作。

1984年，任清华大学工程力学系教授、工程热物理教研室主任。1985年担任清华大学研究生院副院长。

1986年，担任国际刊物《实验热流体科学》编委。

1988年9月-1988年10月，法国EcoleCentraledeParis访问教授。1989年8月-1989年12月，德国斯图加特大学访问教授。

1993年7月-1993年12月，美国密西根州立大学访问教授，并担任美国密西根州立大学机械工程系兼职教授。

1995年5月-1995年7月，日本东京大学和索菲亚大学访问教授。1997年4月-1997年6月，德国斯图加特大学访问教授。

1997年，当选为中国科学院院士。

1999年，当选清华大学机械学院院长，同年担任国家自然科学基金重大项目"航天技术和信息器件中的微细尺度传热"的负责人。

2000年，担任973项目“高效节能的关键科学问题”首席科学家。

2001年2月-2001年4月，日本京都大学访问教授。2003年2月-2003年4月，台湾成功大学访问教授。

2014年1月10日，过增元主持承担的国家自然科学基金变革性重大项目“热质理论的关键科学问题”启动会在清华大学召开。

主要成就

过增元科研成就

科研综述

过增元长期从事热科学与技术研究，包括微尺度流动和传热、微重力条件下的流动和传热、微光机电系统中的流动和传热、传热强化技术、换热器和热网优化技术、相变过程的分子动力学模拟等。开辟了新概念热学的研究方向，为热科学的基础理论研究作出了开创新的工作。开创了场协同原理（FieldSynergy）、积理论（Entransy）以及热质理论（ThermomassTheory），建立了热流体学。

在热流体方面，提出了热可压流体概念，发现了热绕流等现象，并建立了热阻力和热绕流的定量关系式。

在热等离子体方面，提出了电弧堵塞的概念，发展了一种热力学非平衡等离子体参数计算的新方法，对热等离子体加工有重要意义。

在微重力条件下的流动与传热方面，提出了载人舱内流场、温度场和湿度场地面模拟的新方法，建立了相应的模拟装置，可大量节省实验时间和经费，促进了航天事业的发展。

在微尺度传热和传热强化方面，提出了温差场均匀性原则等传热强化新思路，它可使换热效率提高的同时不带来附加的阻力损失。

在传热学的基础理论方面，提出了热的动质二象性说，即热具有能量和质量的双重属性，在热学中引入热质、热质势、热质能（火积）等热学新概念，以建立热量传递的普适定律和优化热量传递过程的普遍原理。

通过建立热量传递的动力学控制方程，探讨傅立叶导热定律的物理本质，建立亦适用于极端条件（纳米、超快速、极低温传热等）的普适传热规律；基于变分原理建立传热过程的最小作用量原理，即热质能（火积））耗散极值原理，应用于传递过程和热功转换过程的优化，以提高能量利用效率。

出版著作

截至2010年，过增元共出版了6本著作，具体信息如下：

论文发表

截至2005年12月16日，过增元共发表论文300余篇，其中70篇被SCI收录，代表性论文如下：

微纳米尺度流动与传热方面

1.BYCao,MChen,ZYGuo,Rarefiedgasflowinroughmicrochannelsbymoleculardynamicssimulation,ChinesePhysicsLetters,2004,21(9):1777-1779(SCI:851VY)

2.XBLuo,ZXLi,ZYGuo,YJYang,Studyonlinearityofamicromachinedconvectiveaccelerometer,MicroElectronEngineering,2003,65(1-2):87-101(SCI:638XM)

3.ZYGuo,ZXLi,Sizeeffectonmicroscalesingle-phaseflowandheattransfer,Int.J.HeatMassTransfer,2003,46:149-159(SCI:617FA)

4.ZXLi,DXDu,ZYGuo,Experimentalstudyonflowcharacteristicsofliquidincircularmicrotubes,MicroscaleThermophysicalEngineering,2003,7(3):253-265

5.XBLuo,ZXLi,ZYGuo,YJYang,Thermaloptimizationonmicromachinedconvectiveaccelerometer,HeatandMasstransfer,2002,38(7-8):705-712(SCI:593LV)

6.WWang,ZXLi,ZYGuo,Analysisofthermalcyclinginmicro-PCRchip,Int.J.NonlinearSciencesandNumericalSimulation,2002,3:233-236(SCI:574RR)

7.GPelata,ZYGuo,ZXLi,GZummo,Section2.13.2“Single-phasefluidflow”,insection2.13“Heattransferandfluidflowinmicrochannels”(eds.GPelataandGZummo),HeatExchangerDesignUpdate,theUpdateJournaloftheHeatExchangerDesignHandbook,HEDUupdatesection,2002,9(1-2)

8.DXDu,ZXLi,ZYGuo,Frictionresistanceforgasflowinsmoothmicrotubes,ScienceinChina(SeriesE),April2000,43(2):171-177(SCI:309AJ).杜东兴，李志信，过增元，微细光滑管内气体流动阻力特性，中国科学（E辑），2000，30（2）：173-178

9.ZYGuo,XBWu,Furtherstudyoncompressibilityeffectsonthegasflowandheattransferinamicro-tube,MicroscaleThermophysicalEngineering,1998,2(2):111-120(SCI:ZU013)

10.曹炳阳，陈民，过增元，2DMD应用于微通道内气体流动研究，科学通报，2004，49（10）：930-933

11.王玮，葛峰，李志信，过增元，壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响，工程热物理学报，2003，24（5）:846-848

12.李娜，李志信，过增元，封闭空间内小尺度等温竖板自然对流的三维效应，上海理工大学学报，2003，25（3）：218-220

13.罗小兵，李志信，过增元，一种新型无阀微泵的原理和模拟，中国机械工程，2002，13（15）：1261-1263

场协同节能理论与传热强化技术方面

1.JAMeng,ZJChen,ZXLi,ZYGuo,Field-coordinationanalysisandnumericalstudyonturbulentconvectiveheattransferenhancement,J.EnhancedHeatTransfer,2005,12(1):73-83

2.ZZXia,XGCheng,ZXLi,GuoZY,Bionicoptimizationofheattransportpathsforheatconductionproblems,J.EnhancedHeatTransfer,2004,11(2):119-131(SCI:832OT)

3.ZYGuo,SWei,XGCheng,Anovelmethodtoimprovetheperformanceofheatexchanger-Temperaturefieldscoordinationoffluids,ChineseScienceBulletin,2004,49(1):111-114（SCI:774KZ）

4.LJYang,JXRen,YZSong,JCMin,ZYGuo,Convectionheattransferenhancementofairinarectangularductbyapplicationofamagneticquadrupolefield,Int.J.EngineeringScience,2004,42(5-6):491-507(SCI:770NW)

5.LJYang,JXRen,YZSong,ZYGuo,Freeconvectionofagasinducedbyamagneticquadrupolefield,J.MagnetismandMagneticMaterials,2003,261(3):377-384(SCI:667QE)

6.ZYGuo,SQZhou,ZXLi,LGChen,Theoreticalanalysisandexperimentalconfirmationoftheuniformityprincipleoftemperaturedifferencefieldinheatexchanger,Int.J.HeatMassTransfer,2002,45(10):2119-2127(SCI:551TN)

7.SWang,ZYGuo,ZXLi,Heattransferenhancementbyusingmetallicfilamentinsertinchannelflow,Int.J.HeatandMassTransfer,2001,44:1373-1378(SCI:406HA)

8.ZYGuo,Mechanismandcontrolofconvectiveheattransfer-Coordinationofvelocityandheatflowfields,ChineseScienceBulletin,2001,46(7):596-599(SCI:429ZY)

9.ZYGuo,DYLi,BXWang,Anovelconceptforconvectiveheattransferenhancement,Int.J.HeatandMassTransfer,1998,41(14):2221-2225(SCI:ZP109)

10.孟继安，陈泽敬，李志信，过增元，交叉缩放椭圆管换热与流阻实验研究及分析，工程热物理学报，2004，25（5）：813-815

11.程新广，李志信，过增元,基于最小热量传递势容耗散原理的导热优化,工程热物理学报，2003，24（1）：94-96

12.魏澍，过增元，二维方腔内对流换热的场协同分析，工程热物理学报，2003，24（3）：466-468

13.过增元，程新广，夏再忠，最小热量传递势容耗散原理及其在导热优化中的应用，科学通报，2003，48（1）：21-25

14.过增元，换热器中的场协同原则及其应用，机械工程学报，2003，

15.过增元，魏澍，程新广，换热器强化的场协同原则，科学通报，2003，48（22）：2324-2327

16.程新广，夏再忠，李志信，过增元，导热优化：热耗散与最优导热系数场，工程热物理学报，2002，23：715-717

17.过增元，对流换热的物理机制及其控制：速度场与热流场的协同，科学通报，2000，45（19）：2118-2122

传热传质过程的分子动力学模拟方面

1.BYCao,MChen,ZYGuo,Applicationof2DMDtogaseousmicroflows,ChineseScienceBulletin,2004,49(11):1101-1105(SCI:846CU)

2.ZJWang,MChen,ZYGuo,Amolecularstudyontheliquid-vaporinterphasetransport,MicroscaleThermophysicalEngineering,2003,7(4):275-289(SCI:746DW)

3.XLFeng,ZXLI,ZYGuo,Moleculardynamicssimulationofthermalconductivityofnanoscalethinsiliconfilms,MicroscaleThermophysicalEngineering,2003,7(2):153-161(SCI:706NU)

4.ZJWang,MChen,ZYGuo,Atwo-dimensionalmoleculardynamicssimulationofliquid-vapornucleation,ChineseScienceBulletin,2003,48(7):623-626(SCI:670MC)

5.ZJWang,MChen,ZYGuo,Modifiedtransitionstatetheoryforevaporationandcondensation,ChinesePhysicsLetters,2002,19(4):537-539(SCI:552AZ)

6.XLFeng,ZXLi,ZYGuo,Sizeeffectoflatticethermalconductivityacrossnanoscalethinfilmsbymoleculardynamicssimulations,ChinesePhysicsLetters,2001,18(3):416-418(SCI:417RM)

7.YKGuo,ZYGuo,XGLiang,Three-dimensionalmoleculardynamicssimulationonheatpropagationinliquidargon,ChinesePhysicsLetters,2001,18(1):71-73.(SCI:397YD)

8.MChen,ZYGuo,XGLiang,Molecularsimulationofsomethermophysicalpropertiesandphenomena,MicroscaleThermalEngineering,2001,5(1):1-16(SCI:408GM)

9.MChen,CYang,ZYGuo,SurfacetensionofNi-Cualloys:Amolecularsimulationapproach,Int.J.Thermophysics,2001,22(4):1295-1302(SCI:469YV)

10.ZJWang,MChen,ZYGuo,CYang,Moleculardynamicsstudyontheliquid-vaporinterfacialprofiles,FluidPhaseEquilibria,2001,183:321-329(SCI:461WB)

11.CYang,MChen,ZYGuo,Moleculardynamicssimulationsonspecificheatcapacityandglasstransitiontemperatureofliquidsilver,ChineseScienceBulletin,2001,46(12):1051-1053(SCI:458KQ)

12.CYang,MChen,ZYGuo,BBWei,HypercoolingandthespecificheatcapacityofCu-Nialloy,ChinesePhysicsLetters,2001,18(1):126-128(SCI:397YD)

13.ZYGuo,DXXiong,CYang,MChen,ZXLi,Continuousliquid-vaporphasetransitioninmicrospace,Int.J.ThermalScience,2000,39(4):481-489(SCI:306VZ)

14.曹炳阳，陈民，过增元，纳米通道滑移流动的分子动力学研究，工程热物理学报，2003，24（4）：670-672

15.王金照，陈民，过增元，液相中气相成核的二维分子动力学模拟，科学通报，2003，48（2）：125-128

2009年，论文《Thefieldsynergy(coordination)principleanditsapplicationsinenhancingsinglephaseconvectiveheattransfer》获得《InternationalJournalofHeatandMassTransfer》最高引用论文奖。

科研成果奖励

过增元作为学术领导人和组织者，所主持的多项科研成果获国家级和部委级奖励，具体如下：

多年来从事传热传质学、热等离子体、热流体学和微尺度流动与传热等方面的研究工作。作为第一完成人曾获国家自然科学二等奖(2012)、三等奖(1995)各一项、国家科技进步二等奖(2004)一项和北京市教学成果一等奖等奖励。出版有专著《电弧和热等离子体》、《热流体学》、《场协同原理和传热强化新技术》和《对流传热优化的场协同理论》等，发表论文400余篇。研究方向有：热量的能质二象性、微尺度流动与传热、节能新理论和传热强化技术等。

过增元人才培养

1978年至2009年期间，在过增元直接指导下已培养出48名博士、15名硕士，并获得北京市教学成果一等奖。根据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息、全国图书馆参考咨询联盟，过增元培养学生情况如下：

过增元荣誉表彰

社会任职

973项目"高效节能的关键科学问题"首席科学家，国际传热传质中心执行委员，国际传热大会常务理事和中国首席代表。中国工程热物理学会理事、中国力学学会理事，美国机械工程师协会Fellow，《传热和传质》、《微尺度热物理工程》和《传热强化》等国际学术刊物编委，国家自然科学基金会变革性重大项目"热质理论的关键科学问题"负责人。

人物评价

过增元在热科学与工程领域的成就包括在热流体学、场协同理论、微纳传热机理、热质理论和火积理论的原创性学术贡献，阐明了诸多热系统的物理机理并提供了优化热设计的有效方法。过增元为清华大学工程热物理学科发展和对中国工程热物理学科建设作出的重要贡献。（清华大学评）

人物影响

2016年，清华大学在过增元80寿诞之际成立奖学励学基金及管理委员会，过增元院士奖学励学基金主要用于奖励清华大学能源动力及工程热物理领域学习成绩和综合素质优异的本科生和研究生，还设立“过增元热学研究创新奖”以奖励从事能源动力及工程热物理领域研究国内优秀青年学者，设立“中国工程热物理学会传热传质分会过增元优秀论文奖”以奖励国内传热传质学术会议的优秀创新性研究工作。