一位黃皮膚黑眼睛的中年學者在大會報告臺上操著流利的英語作著主旨學術報告🏭。報告的題目是《對流問題中的熱阻力和熱繞流》。聚光燈下的他顯得那麽沉著🙆🏿‍♀️、自信而又神采飛揚。當報告的最後一句“Thank you for your attention” 語音剛落，大廳裏便爆發出一陣熱烈的掌聲。休息期間，許多來自不同國家的科學家向他走來，有的贊揚他的報告“理論上很有創造性”，有的肯定他的理論“對工程應用會產生較可觀的正面影響”，有的則預言他提出來的新概念和新思想“發展領域很廣🫢🌿，潛力很大”。這是發生在1986年美國舊金山第八屆國際傳熱大會上的一幕。這位學者就是現為中國科學院院士的過增元教授。當時他剛滿50歲📉。每當回憶起當年那一刻，過增元教授至今仍是心潮洶湧。要知道四年一次的國際傳熱大會是世界上最具權威性的傳熱學界盛會，他面對的是來自五大洲的傳熱學家⛱，既有造詣深厚的學術界泰鬥，又有思維敏捷的年輕新秀。更令他心潮難平的是，那畢竟是中國學者破天荒第一次在國際傳熱大會上作特邀主旨報告。民族的責任感和自豪感像火一樣充斥著他的胸膛。四年以後，在以色列的特拉維夫召開的第九屆國際傳熱大會上，過增元再次應邀為大會作題為《對流問題中的熱驅動和熱穩定性》的主旨報告。一個學者連續兩屆在世界權威學術盛會上作特邀主旨報告，在國際上也是很少有的，更何況是位中國學者🙇🏽‍♀️。這不僅是過增元的光榮，更是中華民族的驕傲👩🏻‍🍳⬜️。在這兩次特邀報告中🦵🏼，過增元綜述了熱流體學的主要內容👨🏻‍🏫，它向各國科學家展示中國學者成就的同時，也使熱流體學這一新的研究方向獲得了各國科學界的檢驗和肯定✊。在這兩次特邀報告前後，過增元還應邀在北美和西歐的18 所著名大學、國內的10所大學或研究所，就熱流體學的主要內容作了系列講座或報告🎂。

 

    熱流體學對大多數人來說，一定是一個陌生而又奇怪的名字👊🏿。人們或許聽說過熱力學、傳熱學和流體力學，但很少有人知道熱流體學為何物。因為這是一門正在興起的學科分支，是涉及上述三門學科的交叉科學。人們都有這樣的經驗📈👧🏿：在冬日室外無風的日子裏👲🏼，皮膚裸露的部分🥈，如臉頰和雙手並不感到特別寒冷💇🏿，一陣風吹來，就使人頓感陣陣寒意。空氣還是那個溫度🚴🏿‍♂️，但流動與不流動🏏，它傳遞熱量的效果就不大一樣。用傳熱學界的行話來說，就是流動增強了傳熱🧅。在傳熱學界有成千上萬的人研究流動對傳熱的影響🍼，但卻只有極少數人想過熱量的傳遞也會對流動產生影響。蘇聯著名力學家阿勃拉莫維奇和夏皮羅是這極少數人之一🌓，他們發現對通道中的氣流加熱會引起壓力降低，甚至使得流量顯著減少。前者稱它為熱阻力，後者稱它為熱雍塞。可惜的是😸，他們就此嘎然而止，不再繼續往前探索🕵️‍♀️🫲🏽。過增元的導師王補宣院士也是這少數人之一。有一次，他與過增元討論問題時提到：既然流動對傳熱過程有重大影響，反過來🙆🏼，傳熱對流動過程也一定會有反作用。說者無意，聽者有心🧼。這句話讓過增元怦然心動。它使當時正身陷難題的過增元頓時見到了一線曙光。過增元當時正涉足電弧等離子體技術。當時國內有一股開發電弧等離子體技術的熱潮🙅🏽‍♀️。其中包括等離子體噴塗😸、等離子體切割和等離子體焊接💜，也就是利用電弧放電產生高溫，將粉末材料熔化並噴塗到金屬表面🧛🏿‍♀️🕵️‍♂️，造成特殊的性能。或者利用經電弧加熱後的高溫氣體去切開金屬材料✳️，或將它們焊接起來。過增元碰到的難題是：隨冷氣流吹向電弧的粉末顆粒很少能進入弧柱核心，大部分繞過弧柱而走🎰，就像繞過一個固體圓柱一樣，使得噴塗的效率很低➜🔼。過增元還留意到在相關技術領域?D氣吹高壓開關上，當開關拉開😢，電弧燃起的一刹那🏊🏻‍♂️，氣流很難吹過燃燒著電弧的通道🧑🏽‍⚖️✢，影響了滅弧效果🩴。這兩個事實不正是加熱對流動強烈影響的例子嗎？一片科學上未開墾的處女地展現在過增元的面前。他意識到這是一個施展才幹與抱負的良好機遇。

 

    然而👩🏿‍⚖️，“熱過程對流動過程影響”這一片科學處女地是一片長滿荊棘的崎嶇荒原，前輩科學大師很少有人涉足，當時國際知名學者也無人問津，在國內更找不到同行者。要作一名拓荒的先驅者，非得有大智大勇的素質不可。然而這一切沒有阻擋住過增元的決心，他記得魯迅先生的名言：“世上本沒有路，走的人多了就自然成了路”，也更知道“萬裏長征始於足下”的道理。他決定先從研究“熱阻力”開始，一步一步地往前探索前進。

 

    “機遇總是偏愛那些有準備的頭腦”。過增元抓住“熱對流動的影響”來進行研究並取得重要成果🎱🌸，看似偶然實則不然📤。他那在科學探索上表現出來的大智大勇來源於他胸腔中湧動著的強烈民族自信與自豪🦵🏻。千百年來中華民族歷經各種磨難🔤，內憂外患不斷而始終不垮，並最終屹立於世界民族之林，正是因為她的優秀兒女身上有著這種永不泯滅的民族自信與自豪。故事還得追溯到1979年🕘，那時科學的春天尚充滿寒意，改革開放之花剛含苞待放。過增元作為二次大戰後西德洪堡基金會在我國選拔的第一批到洪堡訪問學者，赴德國斯圖加特大學進行研究工作🧔6️⃣。他的導師梅克教授是國際知名的等離子體科技專家。奇怪的是，從首次見面之後，就再也見不到這位導師，一連三個月多少次求見都被各種理由婉言拒絕🧔🏽‍♀️。既不指定研究方向，更不給確定研究課題。這無異於暗示過增元：“中國來的年輕講師，我不指望你搞什麽研究🤽🏻，你自己聽點課🤬，看點書，學多學少按時回國去吧🧖🏽！”但這種坐冷板凳的滋味非但沒能削蝕這位年輕學者的意誌，反而更激發了他的奮進鬥誌。他明白💤，如果不給導師一個大大的驚喜，恐怕導師再也想不起他的存在。他潛心查閱研究所的歷年科技文獻和已畢業學生的十幾本博士論文🤵🏼‍♂️，努力尋找突破口。他發現某個博士論文以及後來他們發表的論文中有關非平衡電弧等離子體的計算方法存在原則性錯誤🦿。經過三個月的努力🧑🏻‍🎨，憑借自己雄厚的理論基礎和專業知識🤞🏽，他終於發展了一種非平衡電弧等離子體的新的計算方法。他帶著他的成果約見了梅克教授🚛。年逾花甲的教授開始用異樣的目光註視著過增元這位來自中國的學者，要權威承認自己的錯誤是極難的，爭論持續了一個多小時🅾️，最後他居然還拿起筆來仔細推演過增元得到的公式，等到確信無疑之後，他對過增元說了三句話“我錯了，你對了！”第二句話🦈：“中國人很有進取心” 第三句話：“我送你一個禮物，一張來回機票，讓你與家人團聚🔥🍋。”從此開始👩🏻‍🚀，他給過增元安排了研究課題和實驗條件🙋🏻🉐。

 

    慕尼黑工業大學研究所的墻上懸掛著近代知名科學家的畫像和簡單的生平介紹🎲，有蓋·呂薩克和焦耳，也有近代流體力學與傳熱學大師葛拉曉夫🧑🏼‍🎄⛄️、普朗特與努謝爾等人。每次從這些畫像面前走過的時候，過增元心中除了崇敬之情以外更有著另一種激情。他決不相信在科學的殿堂裏永遠沒有炎黃子孫的席位🪆。他堅信中國人的頭腦不但能創造出燦爛的古代文明🚲🌯，也一定能對現代科學作出應有的貢獻🪺👩‍⚖️。他的心中似乎有一個聲音在呐喊😰：給我一個支點，我也能撬起整個地球👩🏼‍🔬。

 

    學成回國的過增元成為80年代國內電弧等離子體領域的有一定知名度的專家。他出版了等離子體方面的專著🧑🏻‍🎓，組織了電弧等離子體科學學習班👨🏽‍🍼，當選為等離子體學會的副主席，主持召開了第二屆全國等離子體科學與技術交流會。很快🏊‍♂️，他成為意昂体育2平台最年輕的教授之一。可以說，在低溫等離子體這個領域裏🚊，呈現在過增元面前的是一條坦途♊️🥓，陽光明媚👨‍❤️‍👨、前途無量。但就在這個春風得意的日子裏，他卻離開了平坦大道，基於對科學的執著轉向開創“熱過程對流動過程影響規律的研究”這一片長滿荊棘的處女地。1986年🙂‍↔️，關於熱阻力的研究獲得了重大進展。他重新科學的給出了熱阻力定義🤹🏼‍♀️，闡明了產生熱阻力的機理，用無因次加熱數來定量描述加熱的強度，提出了像計算粘性阻力那樣方便的計算熱阻力的公式👏🏼🧚🏻。這一成果很快獲得了成功的應用：在氫冷發電機冷卻通道的設計計算中和空冷散熱器阻力計算中都發現按原有計算法得到的結果比實驗值明顯偏小🩳，而考慮了熱阻力之後，計算值與實驗值符合得很好。在研究“熱阻力”的幾乎同時🤨，過增元又開展了對熱繞流的研究🦹🏽‍♂️。他不僅闡明了這個現象與發生的機製，而且用“虛質量源”、“熱偶極子”、“熱斥冷吸原理”等一系列新概念來準確地描述和計算這一現象。南京航空航天大學的老師在研究飛機發動機尾噴管中高溫煙氣的流動規律時，一直對其中的回流現象難以理解。在聽過增元的講課和堂上討論過程中，他們受到熱繞流概念的啟發豁然開朗，找到了合理的解釋👍🏻😵。突擴燃燒器回流區的計算值一直比實驗值偏大不少🐤，運用了熱繞流理論之後，計算值與實驗值的符合程度也大為改善。

 

    讀者一定對上述這些專業術語生厭，筆者也不願討嫌，但為了行文的完整性，最後略為補充幾句🧙🏼：經過過增元的努力🏏，又提出了熱驅動、熱穩定性、熱優化等一系列科學概念🚴🏻‍♀️，從各個角度描述了熱對流動影響的方方面面。1992年，《熱流體學》專著的出版，標誌著學科分支框架的完成🧙🏽‍♀️。1994年發表於國際刊物《傳熱評論》，1995年科技成果《熱流體工程中的熱阻力、熱繞流、熱驅動和熱穩定性》獲國家自然科學獎👨‍🚀👨🏿‍🦲，標誌著《熱流體學》理論成果獲得了國內學術界的肯定⛈。1997年，過增元當選為中國科學院院士👯‍♀️。現任國際傳熱傳質中心常務理事，美國機械工程師協會(ASME)Fellow,中國工程熱物理學會副理事長👩🏼‍🦲，傳熱傳質學會主任等👐🏻。

 

胡桅林撰稿 2000年9月