过增元

过增元，1936年2月28日生于江苏无锡，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。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。^[1]

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Ecole Centrale de Paris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。

1998年，被授予美国机械工程师学会会士称号。

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。

• 理论贡献

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性的工作。开创了场协同原理（Field Synergy）、积理论（Entransy）以及热质理论（Thermomass Theory），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。

1994年，过增元引入了热阻力、热驱动、热位移和热不稳定等概念，利用机械系统的类比来描述热系统的特性。热质量理论将热传递建模为由压力梯度引起的热载体的气态流动，这种方法已经应用于纳米系统中的热传导建模，其中傅里叶热传导方程和麦克斯韦-卡塔诺-维诺特方程无法完全解释非局部、非线性效应更为显著的情况。热质量理论的发展使得过增元教授的团队于2013年获得了中国国家自然科学基金重大项目资助。

• 出版著作

截至2010年，过增元共出版了6本著作。

• 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。2009年，论文《Thefield synergy (coordination) principle and its applications in enhancingsingle phase convective heat transfer》获得《International Journal of Heat and Mass Transfer》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：

获奖时间奖项名称项目名称1995年国家自然科学三等奖《对流问题中的热阻力和热绕流》2004年国家科学技术进步二等奖《基于场协同理论的传热强化技术及应用》2007年教育部自然科学一等奖《微纳尺度传热的尺度效应及其物理机制》2014年国家自然科学三等奖《微尺度传热旳dì物理机制和尺度效应》

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 ：

毕业时间论文题目作者学位2009《换热器及散热通道网络热性能的火积分析》柳雄斌博士2009《热学中的势能(火积)及其应用》吴晶博士2008《通道湍流换热强化的数值与实验研究》李晓伟博士2008《对流传递过程的不可逆性及其优化》陈群博士2005《汽泡成核的分子动力学研究及纳米颗粒对成核的影响》王金照博士2005《速度滑移及其对微纳尺度流动影响的分子动力学研究》曹炳阳博士2005《地热换热器的传热问题研究及其工程应用》刁乃仁博士2005《硅基微聚合酶链式反应芯片的热设计、分析和优化》王玮博士2004《及其在传热优化中的应用》程新广博士2004《以煤层气为冷却剂的等离子体裂解煤制乙炔方案研究》李明东博士2003《小型空间站热管理系统动态仿真与实验研究》徐向华博士2003《磁场作用下的对流换热及其场协同分析》杨立军博士2003《基于场协同理论的纵向涡强化换热技术及其应用》孟继安博士2002《空间站环控生保系统热管理研究》张信荣博士2002《微惯性流体器件中的流动和传热及其工程应用》罗小兵博士2002《空间站热泵—蓄冷组合排热系统及其性能研究》李明海博士2002《蒸发与凝结现象的分子动力学研究及实验》王遵敬博士2002《深过冷液态金属热物性的分子动力学模拟》王金照硕士2002《自然对流尺度效应的数值模拟》李娜硕士2001《导热和对流换热过程的强化与优化》夏再忠博士2001《纳米薄膜晶格热导率的分子动力学模拟研究》冯晓利博士2001《热驱动双金属膜式微泵的热学研究与改进设计》徐宁硕士2001《相变型微泵泵送机制的数值研究》姚晓波硕士2000《快速瞬态导热的研究》郭英奎博士2000《空间站舱内通风及分叉现象的研究》姬朝玥博士2000《可压缩性及粗糙度对微细管内流动及换热特性的影响》杜东兴博士2000《深过冷液态金属比热的分子动力学模拟及实验研究》杨春博士2000《氢等离子体裂解煤制取乙炔的研究》戴波博士1999《纤毛状肋和插入物的传热强化研究》王崧博士1999《热驱动微型泵的性能分析和实验研究》尹执中博士1999《空间站载人舱简化结构内通风换热的数值研究》吴群刚硕士1998《某些热现象的分子动力学研究》熊大曦博士1998《空间站舱内流动和传热的地面模拟及实验研究》任建勋博士1998《Lennard-Jones流体热性质的MonteCarlo模拟研究》冯晓利硕士1998《纤毛肋传热强化的数值分析》张红梅硕士1997《氢等离子体裂解煤制取乙快的初步研究》戴波硕士1997《空间站舱内流动和传热的地面模拟及数值分析》刘云龙博士1997《氢等离子体制备纳米硬质合金粉末的研究》傅磊博士1997《氢冲压发动机中用流向旋涡强化气氢与空气混合的研究》王卫东博士1997《复杂结构辐射换热工程应用及数值计算》耿旭博士1997《回流和冲击射流流动中流动过程和热过程相互作用的研究》李德玉博士1997《用等效源项法分析层流管流的对流换热》杨春硕士1996《玻璃熔制过程的三维数值模拟》祁建伟博士1996《微小尺度物体的热分析和热测试》何东明博士1996《玻璃池窑液流和鼓泡过程研究及在E玻璃单元窑中的应用》杨志强博士1996《换热器及换热器网络的优化与熵shāng产分析》熊大曦硕士1995《换热器温差场均匀性原则及其应用》周森泉博士1994《提拉法晶体生长过程的数值分析及模拟实验》邬小波博士1994《熔窑内玻璃液流动与传热的数值模拟及模型实验》赵国昌博士1994《小尺寸传热和快速瞬态导热研究》何东明硕士1994《热过程对分离流动及回流流动的影响》李德玉硕士1994《提拉法晶体生长过程传热与传质的数值分析》耿旭硕士1992《切向燃烧锅炉炉内结渣过程和防治技术的试验研究》邓元凯博士1992《旋转圆筒内热驱动流》张朝民博士1992《硅钢片降低铁损的激光加工研究》李劲东博士1990《窄通道内自然对流沸腾传热》夏春林博士1990《小尺寸物体自然对流换热》刘志宏博士1988《激光散斑照相及其在传热学研究中的应用》宋耀祖博士1988《平板竖通道自然对流》桂业伟博士1987《平板非等温气溶胶边界原流动中的热泳和热绕流问题》笪越生硕士1985《流动系统中的热阻力》布卫红硕士

时间奖项名称2005年ASME（美国机械工程师学会）微尺度传热终身成就奖 2017年3月29日亚洲热科学与工程联合会亚洲热科学杰出成就奖

1986年，开始担任国际刊物《实验热流体科学》的编委。

1989年，担任中国力学学会理事和等离子体专业委员会副主任。

1993年，担任国际传热传质中心执行委员。

1997年，开始担任国际刊物《微尺度热物理工程》编委会委员，同年担任中文刊物《中国工程热物理学报》的副主编。1997年，担任中国工程热物理学会副理事长，传热传质分科学会主任。

1998年，开始担任国际刊物《国际多相流杂志》编委会委员。

2000年，担任国际传热大会常务理事和中国首席代表。

2002年，开始担任国际刊物《日本机械工程师协会国际刊物》编委会委员。

2004年，开始担任国际刊物《强化传热杂志》的编委。

过增元曾担任国务院学位委员会动力工程和工程热物理学科评审组召集人。中国航天863空间站技术专家组顾问。

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）

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。

过增元在上海图书馆上的简介