职称

预聘副教授/特别研究员

√博导 √硕导

学院及专业

机械与车辆学院，能源与动力工程系

办公地址

北京市海淀区中关村南大街5号

北京理工大学中关村校区1号教学楼413室

邮编

100081

邮件

xuan.zhang@bit.edu.cn

张旋，工学博士，北京理工大学副教授/博导，2014年和2019年本科和博士分别毕业于北京理工大学和清华大学，清华大学和南洋理工大学博士后。主要致力于传热传质与流动耦合机理及应用研究，尤其是结冰/结霜/凝固、冷凝/蒸发/沸腾等相变问题，已在Nano Lett.、Nano Energy、Int. J. Heat Mass Transfer、Appl. Therm. Eng.、J. Colloid Interface Sci.、Phys. Fluids.、Appl. Phys. Lett.等传热传质和流体力学领域知名学术期刊上发表SCI论文60余篇（其中第一/通讯作者30余篇，入选Featured、Editor’s Pick、期刊封面等5篇），出版/参与撰写专著4部，受邀报告6次，参编ASTM标准1项，申请/授权专利和软著10余项，Google学术总引用1600余次（H因子为24）。入选北京市科协青年人才托举工程、博士后国际交流计划（派出项目）、清华大学博士后支持计划等人才计划，以及斯坦福大学发布的全球前2%顶尖科学家榜单。

主持国家自然科学基金、科技部国家外国专家项目、JKW重点基础研究项目子课题、工信部指导性软课题、北京市自然科学基金、博士后科学基金面上资助、重点实验室开放基金等10余项科研/教学项目。担任Applied Thermal Engineering（SCI, JCR Q1）、Micromachines（SCI, JCR Q2）、Energies（SCI, JCR Q3）等期刊客座编辑、Recent Patents on Mechanical Engineering（EI）期刊主题编辑和40余种学术期刊审稿人，以及教育部学位与研究生教育发展中心、中国汽车技术研究中心有限公司等单位评审专家。获国家级一流本科课程（序2）、国家精品在线开放课程（序2）、中国工程热物理学会吴仲华优秀研究生奖（全国10人）、清华大学优秀博士学位论文、中国动力工程学会青年学术年会高质量论文、日本学术振兴会INTAKE会议最佳报告奖、北京制冷学会青年学术演讲比赛一等奖、国家奖学金（3次）、北京市优秀毕业生（2次）、北京理工大学徐特立奖学金（校级最高学生荣誉）等科研/教学荣誉，以及10余项省部级及以上大学生科创奖励。

实验室网站https://www.x-mol.com/groups/FrostLab，个人网站https://zh.xuanzhang.online。

教育及工作经历

● 2022.04 – 至今，北京理工大学，机械与车辆学院，预聘副教授/特别研究员

● 2019.09 – 2022.01，南洋理工大学，机械与宇航工程学院，Research Fellow（Charles Yang Chun教授、Tuan Tran副教授）

● 2019.09 – 2021.09，清华大学，能源与动力工程系，博士后（派出）

● 2014.09 – 2019.07，清华大学，能源与动力工程系，工学博士（吴晓敏教授、闵敬春副教授）

● 2010.09 – 2014.07，北京理工大学，机械与车辆学院，工学学士

研究方向

传热传质与流动耦合机理及应用研究，包括但不限于：

● 结冰/结霜，防除冰/防除霜，霜冰科学与技术

● 凝固/融化，冷凝/蒸发/沸腾，相变传热传质与流动

● 液滴/气泡动力学，表界面科学

● 微纳尺度传热传质与流动，相变材料（PCM）

课程教学、代表性论文及研究项目

1. 课程教学

[1] 本科生《网络知识的检索、管理和展示》（北京理工大学，课程负责人，获院教改项目资助）

[2] 本科生《智能制造之强化传热》（北京理工大学，主讲，获院教改项目资助）

[3] 研究生《储能热力学与流体力学》（北京理工大学，课程负责人）

[4] 研究生《信息检索与科技写作》（北京理工大学，主讲，获校教改项目资助）

[5] 研究生《科技写作实训》（北京理工大学，主讲，获校教改项目资助）

[6] 本科生《工程热力学》MOOC（清华大学，入选国家一流本科课程、精品在线开放课程）

2. 期刊论文（详见Pure主页https://pure.bit.edu.cn/en/persons/xuan-zhang/publications）

[1] ZHANG Xuan, LI Kailiang, LIU Xin*, WU Xiaomin, SONG Qiang, MIN Jingchun*, JI Bingqiang, WANG Steven, ZHAO Jiyun. Droplet impact dynamics on different wettable surfaces at moderate Weber numbers[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2024, 695: 134250.

[2] ZHANG Xuan*, LI Kailiang, ZHU Zhibing, FANG Wen-Zhen, ZHU Fang-Qi, YANG Chun*. Droplet impact and freezing dynamics on ultra-cold surfaces: A scaling analysis of central-concave pattern[J]. Applied Thermal Engineering, 2024, 239: 122135.

[3] SHAO Keke, SONG Mengjie*, ZHANG Xuan*, Zhang Long. Growth and distribution characteristics of trapped air bubbles in ice slices[J]. Physics of Fluids, 2023, 35(11): 113319. (Featured)

[4] ZHANG Xuan, ZHU Zhibing, ZHANG Chaoyang, YANG Chun*. Reduced contact time of a droplet impacting on a moving superhydrophobic surface[J]. Applied Physics Letters, 2020, 117 (15): 151602.

[5] ZHANG Xuan, LIU Xin, WU Xiaomin*, MIN Jingchun*. Impacting-freezing dynamics of a supercooled water droplet on a cold surface: Rebound and adhesion[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2020, 158: 119997.

[6] ZHANG Xuan, LIU Xin, WU Xiaomin*, MIN Jingchun*. Simulation and experiment on supercooled sessile water droplet freezing with special attention to supercooling and volume expansion effects[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, 127(A): 975-985.

[7] ZHANG Xuan, WU Xiaomin*. Time and frequency characteristics of pressure fluctuations during subcooled nucleate flow boiling[J]. Heat Transfer Engineering, 2017, 39(7-8): 642-653.

[8] ZHANG Xuan, WU Xiaomin*, MIN Jingchun*. Freezing and melting of a sessile water droplet on a horizontal cold plate[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2017, 88: 1-7.

[9] ZHANG Xuan, WU Xiaomin*, MIN Jingchun*, LIU Xin. Modelling of sessile water droplet shape evolution during freezing with consideration of supercooling effect[J]. Applied Thermal Engineering, 2017, 125: 644-651.

[10] ZHANG Xuan, WU Xiaomin*, MIN Jingchun*. Aircraft icing model considering both rime ice property variability and runback water effect[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2017, 104: 510-516.

3. 学术会议

[1] ZHANG Xuan, Freezing characteristics of droplets on cold surfaces: Fundamental Study and Engineering Application of Frosting and Icing Seminar in 2024[C]. Beijing, China, 2024-07-27. (Invited Speaker)

[2] 张旋, 冷凝结霜初期液滴冻结特性研究: 第九届热力学与能源利用青年学术论坛[C]. 中国, 西安, 2024-07-27.（特邀报告）

[3] 张旋, 附着水滴结冰研究: 2022年首都科技工作者沙龙（结霜结冰与相变储能研究学术沙龙）[C]. 中国, 北京, 2022-12-28.（主持人、特邀报告）

[4] 张旋, 水滴结冰与碰撞及其耦合特性研究: 多相传热与双碳科技应用国际研讨会暨2022年结霜结冰专题研讨会[C]. 在线会议, 2022-10-30.（特邀报告）

[5] ZHANG Xuan. Experiments and simulations on the impact and freezing characteristics of supercooled water droplets on cold substrates: The 14th International Green Energy Conference[C]. Virtual, 2022-07-05. (Invited Speaker)

[6] ZHANG Xuan, NGUYEN Ngoc-Vu, TRAN Tuan*. Conversion of in-process optical and thermal data into a single 3D file representing printing process in Powder Bed Fusion: ASTM International Conference on Additive Manufacturing (ASTM ICAM 2020)[C]. Virtual, 2020-11-16. (Invited Speaker)

4. 专著

[1] SONG Mengjie, JIANG Zhengyong, ZHANG Xuan, ZHANG Long, LIU Yuanxin, SHAO Keke. Chapter 38 - Mechanism of flow boiling in microchannels and structure optimization of heat changers used in pumped two-phase cooling system for data center cooling[M]//ALOUI Fethi, VARUVEL Edwin Geo, SONTHALIA Ankit. Handbook of Thermal Management Systems. Elsevier, 2023-08-01. ISBN: 9780443190179, 1200 pages.

[2] 张旋. 过冷水滴的结冰与碰撞及其耦合特性研究（清华大学优秀博士学位论文丛书）[M]. 北京: 清华大学出版社, 2022-10-01. ISBN: 9787302606550, 169页.

[3] TRAN Tuan, ZHANG Xuan. Chapter 10 - Process monitoring and inspection[M]//PATEL Chandrakant D., CHEN Chun-Hsien. Digital Manufacturing: The Industrialization of “Art to Part” 3D Additive Printing. Elsevier, 2022-07-06, ISBN: 9780323950626, 482 pages.

[4] ZHANG Xuan, NGUYEN Ngoc-Vu, TRAN Tuan. Conversion of in-process optical and thermal data into a single 3D file representing printing process in powder bed fusion[M]//SHAMSAEI Nima, SEIFI Mohsen. Progress in Additive Manufacturing 2020. ASTM International, 2022-02-26, ISBN: 9780803177215, 432 pages.

5. 专利和软著

[1] 一种脉冲热流式结冰探测方法及装置: 中国, 202311825431.7[P]. 2023-12-22.

[2] 一种控制冰内气泡类型的方法及装置: 中国, 202311791449.X[P]. 2023-12-22.

[3] 一种水下气泡防除冰实验模拟系统: 中国, 202311733045.5[P]. 2023-12-15.

[4] 一种利用结冰储氢的装置及其使用方法: 中国, 2023103221626[P], 2023-03-29.

[5] 一种记忆合金弹簧式自适应温度热管理结构: 中国, 2023103219128[P], 2023-03-29

[6] 一种双金属片式自适应温度热管理结构: 中国, 2023103214158[P], 2023-03-29.

[7] 适用于航空发动机的扁管翅片空油换热器: 中国, 202110007561.4[P]. 2021-05-25.

[8] 适用于航空发动机的螺旋缠绕管空油换热器: 中国, 202110008180.8[P]. 2021-05-25.

[9] 一种可精确调节摇摆角度和方向的空间曲柄摇杆机构: 中国, 201320729918[P]. 2014-10-29.

[10] 霜冰预测探测用低温平板表面结霜图片特征识别与提取软件: 2024SR0377650[CP]. 2024-03-11.

[11] 霜冰预测用低温平板表面结霜特性查询软件: 2024SR0145571[CP]. 2024-01-22.

[12] 结冰预测用复杂表面液滴碰撞铺展特性计算软件: 2024SR0141277[CP]. 2024-01-22.

6. 研究项目

[1] 主持，国家自然科学基金，青年项目，在研

[2] 主持，建筑安全与环境国家重点实验室，开放基金，在研

[3] 主持，中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室，开放课题，在研

[4] 主持，北京市自然科学基金，青年项目，在研

[5] 主持，科技部，2023年度国家外国专家项目，在研

[6] 主持，工信部，指导性软课题，在研

[7] 主持，北京市科学技术协会，2023-2025年度青年人才托举工程，在研

[8] 主持，JKW，重点基础研究项目子课题，在研

[9] 主持，中国博士后科学基金，面上资助，2022

[10] 主持，北京理工大学，青年教师学术启动计划，在研

[11] 主持，人社部/博管会，博士后国际交流计划（派出项目），剪切流动与表面微结构对过冷水滴结冰与融化的耦合作用机理，2019

[12] 主持，清华大学博士后支持计划，复杂表面条件下水滴的碰撞与结冰特性，2019

[13] 参与，Ministry of Education (Singapore), Tier 2 Academic Research Fund, Mechanistic Prediction of Heat Transfer Enhancement on Nanostructured Surfaces, 2019

[14] 参与，Ministry of Education (Singapore), Tier 2 Academic Research Fund, Mechanisms of Ice Morphology of a Frozen Nanofluid Droplet on Subcooled Surfaces, 2017

[15] 参与，科技部，国家重点基础研究发展计划（973计划）项目，飞机结冰致灾与防护关键基础问题研究，2015

[16] 参与，国家自然科学基金，面上项目，表面微纳结构与跨尺度液滴多场耦合演化行为的相互关系及其调控，2015

成果及荣誉

1. 人才计划

[1] 北京市科学技术协会2023-2025年度青年人才托举工程（2023）

[2] 人社部/博管会，博士后国际交流计划（派出项目）（2019，全国120人）

[3] 清华大学博士后支持计划（2019）

2. 科研教学

[1] 斯坦福大学，全球前2%顶尖科学家（2024）

[2] 中国动力工程学会，第十届青年学术年会高质量论文（2024）

[3] 日本学术振兴会，2024年INTAKE会议最佳报告奖（2024）

[4] 北京制冷学会，青年学术演讲比赛一等奖（2023）

[5] 《家电科技》期刊封面文章、年度最佳论文（2022）

[6] AIP Publishing，Physics of Fluids优秀审稿人（2021 – 2024）

[7] 教育部，国家级一流本科课程（2020，排名2/5）

[8] 清华大学优秀博士学位论文（2019）

[9] 教育部，国家精品在线开放课程（2018，排名2/5）

[10] 清华大学学堂在线优秀助教（2017）

[11] 全国大学生工程训练综合能力大赛一等奖（2013）、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖（2013）、全国大学生（部分地区）物理竞赛二等奖（2011）等10余项省部级及以上大学生科创奖励

3. 荣誉称号等

[1] 北京理工大学优秀班主任（2023）

[2] 中国工程热物理学会，吴仲华优秀研究生奖（2019，全国10人）

[3] 教育部，博士研究生国家奖学金（2018）、国家奖学金（2011，2012）

[4] 北京市优秀毕业生（2014，2019）

[5] 清华大学优秀党建与思想政治工作者（党支部书记）（2019）、优秀研究生党支部书记（2018）、综合优秀一等奖学金（2015 – 2017）等

[6] 北京理工大学优秀毕业生（2014）、徐特立奖学金（2013，全校20人）、一等奖学金（2010 – 2014）、学习标兵（2011 – 2014）等

[7] 清华大学学生社会实践金奖支队（2018）、研究生暑期就业实践金奖支队（2018）、研究生寒假实践银奖支队（2015），北京理工大学优秀实践团队一等奖（2013）等

社会职务

[1] 学会会员：中国工程热物理学会、中国制冷学会、中国航空学会、北京制冷学会等

[2] Energies (SCI, JCR Q3), Special Issue “Advances in Low Carbon Building Technologies”, Guest Editor (2024)
Applied Thermal Engineering (SCI, JCR Q1), Special Issue “Frosting and Icing”, Advisory Board Member (2023)
Micromachines (SCI, JCR Q2), Special Issue “Heat Transfer and Fluid Flow in Microstructures”, Guest Editor (2023)
Micromachines (SCI, JCR Q2), Special Issue “Heat and Mass Transfer in Microchannels”, Guest Editor (2022)
Recent Patents on Mechanical Engineering (EI), Section Editor (2023至今)

[3] 审稿人：Applied Thermal Engineering、Chemical Engineering Science、International Communications in Heat and Mass Transfer、International Journal of Heat and Mass Transfer、International Journal of Thermal Science、Journal of Crystal Growth、Acta Mechanica、Langmuir、Physics of Fluids、振动与冲击等40余种学术期刊

[4] 评委/专家：教育部学位与研究生教育发展中心、北京北燃实业集团有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司等