——　第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼　——

纳米流体能量传递机理研究

　　以一定的方式和比例在液体工质中添加纳米级固体颗粒而形成的纳米粒子悬浮液被国际上公称为纳米流体（nanofluid）。

　　纳米流体能量传递机理研究已成为近十多年来国际热科学领域的一个重要分支和前沿研究热点。

　　宣益民教授带领的课题组的主要发现点为：

　　(1)纳米流体导热的强化机理。在国际上率先提出了纳米流体静态导热系数和动态导热系数的概念，建立了纳米流体导热系数的理论模型，发现了纳米流体导热系数随纳米粒子种类、尺度、体积份额以及流体温度的变化规律，揭示了纳米流体聚集结构与纳米粒子微运动对纳米流体导热系数的强化机理。

　　(2)纳米流体的流动与对流换热机理。在国际上率先提出了纳米流体对流换热的修正扩散模型和对流换热关联式，发现了纳米粒子的微运动对纳米流体对流换热性能的影响规律，建立了纳米流体对流换热的宏观分析方法。提出了纳米流体流动与对流换热的两相格子-Boltzmann理论模型，揭示了粒子与粒子、粒子与液体之间的微（介）观作用机制，建立了纳米流体对流换热的介观分析方法。

　　(3)纳米流体能量传递的调控方法。揭示了外加磁场对磁性纳米流体（由磁性纳米粒子和基液组成）结构、输运参数、流动与传热性能的作用机制，发现了外磁场作用下磁性纳米流体的各向异性特征，为纳米流体的外场调控与功能化应用奠定了基础。

　　(4)纳米流体的两步制备方法。提出了已被广泛采用的批量制备纳米流体的两步制备方法（获发明专利），发现了分散剂种类、添加量对纳米流体悬浮稳定性的影响规律，奠定了纳米流体研究与规模化应用的基础，为调控纳米流体的传热性能提供了设计方法。

　　科学价值：

　　(1)揭示了纳米流体聚集结构与纳米粒子微运动效应对纳米流体能量传递过程的作用机制，系统地建立了纳米流体能量传递机理的研究方法，推动了强化传热学科的研究进展，促进了纳米流体分支学科的建立，为研究新一代高效传热技术开辟了一条新思路。

　　(2)本项目组是国际上最早开展纳米流体研究的单位之一，是国内最早开展纳米流体研究的单位，项目的研究带动并吸引了国内几十家单位投入到纳米流体研究领域，促进了国内纳米流体的研究进展，使我国纳米流体的研究水平处于国际前沿。

　　研究成果被26个国家与地区的520余位学者正面他引1447次，其中：SCI他引873次，8篇代表作SCI他引794次，单篇最高SCI他引289次，SCI他引超过112次的有4篇。

　　以美国工程院院士Goldstein教授为首的十多位国际著名传热学者联名撰写的2000年、2002年、2003年3个年度国际传热学研究评述共引用了9篇纳米流体论文，本项目就有5篇论文。

　　上海交通大学杨世铭教授和西安交通大学陶文铨院士共同编著的被国内大学广泛使用的经典教材——《传热学. 第四版》在介绍纳米流体研究工作时，引用的唯一1篇论文就是本项目的代表作。

　　提出纳米流体概念的Choi教授编著的国际上第一本纳米流体领域专著《Nanofluids: Science and Technology》共45次引用了本研究成果，书中4次采用“首次”来评价本研究成果。

　　美国工程院院士Dhir教授、美国国家科学委员会委员Georgia Tech校长Peterson教授、土耳其科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士Kakac教授、J. Porous Media主编Vafai教授等知名学者大段、大篇幅地引用了本研究成果。

　　学术评价机构THOMSON评价代表作引用数量位于纳米流体领域最高的1%之内。根据ELSEVIER公司发布的“Top 25 Hottest Articles”统计，2005年以来其代表作引用数量一直位于《Int. J. Heat & Fluid Flow》前三名，2008年以来列第一名。