Profile

刘柳，男，中共党员，湖南浏阳人，中德联合培养博士，中南大学热能工程系副主任、副教授，湖南省优秀博士学位论文获得者，入选芙蓉计划-湖南省科技人才托举工程。主要从事清洁能源高效利用、多相流热物理、热工过程节能与装备优化、电催化制氢过程强化、二氧化碳捕集、新型储能材料等相关研究。本硕博就读于中南大学，2013年免试攻读博士学位，2015-2017年在留学基金委“国家建设高水平大学公派研究生项目”的资助下赴德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心联合培养，2018年获工学博士学位。主持或负责国家自然科学基金、国家重点研发计划课题任务、湖南省自然科学基金、企业委托技术攻关项目（1项200万）等，参与国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目、德国科学基金会（DFG）、国家自然科学基金面上项目、德国亥姆霍兹联盟科研项目Helmholtz Alliance-Liquid Metal Technologies“LIMTECH”、Helmholtz Alliance-Energy Efficient Chemical Multiphase Processes等中德研究工作。在国内外知名期刊发表学术论文40余篇，单篇最高引用160次（谷歌学术），作为起草人撰写的国家行业标准获得工信部评审发布。所研发的节能调控技术在多个国有大型企业得到应用，创造了较为显著的经济社会效益，先后荣获国际学术会议ASCHT最佳论文奖、中南大学本科教学质量优秀奖、中南大学优秀班导师、中南大学能源科学与工程学院优秀共产党员、优秀党务工作者，指导本科生团队获全国大学生节能减排大赛三等奖、入选湖南省大学生创新创业训练计划。受邀担任《Frontiers in Energy Research》编委、《International Journal of Fluid Mechanics & Thermal Sciences》编委、《Energies》专刊主编、《长沙理工大学学报》青年编委、《陶瓷学报》青年编委、传热、流体力学与热力学国际学术会议组委会委员、能源与环境科学国际学术会议组委会委员、高等学校工程热物理学术会议分会场主席、中国计量测试学会多相流测试学术会议分会场主席、中国动力工程学会青年学术年会分会场主席、全国能源动力类专业优秀本科毕业论文评审专家、国家留学基金委公派留学项目通讯评审专家、教育部学位与研究生教育发展中心评审专家、湖南省动力工程学会理事、浙江省自然科学基金项目通讯评议专家、长沙市科技项目评审专家库在库专家，是International Journal of Multiphase Flow, Energy Conversion and Management, International Journal of Heat Mass Transfer, Physics of Fluids, Applied Energy, Applied Thermal Engineering, Chemical Engineering Journal, Experimental Thermal and Fluid Science, Chemical Engineering Science, European Journal of Mechanics/B Fluids, Ocean Engineering, Chemical Engineering Research and Design, Journal of Molecular Liquids, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Experimental and Computational Multiphase Flow, Frontiers in Energy Research, Energies, 中国有色金属学报, 中南大学学报(自然科学版)，化工学报等国内外30余个知名期刊特邀审稿人。

 

教育经历

2015.09-2017.09

德国Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf | 流体力学 | 联合培养博士(CSC) | 合作导师: Dirk Lucas研究员

2013.09-2018.11

中南大学| 动力工程及工程热物理 | 工学博士| 导师: 闫红杰教授

 

工作经历

2021.09-今

中南大学 | 能源科学与工程学院 | 副教授 (tenured)

2019.04-2021.09

中南大学 | 能源科学与工程学院 | 讲师

 

(*￣︶￣)  热诚欢迎本科生及研究生加入科研小组  (*￣︶￣)

所在课题组每年招收博士生1~2名、硕士生4~5名，欢迎踏实勤奋、锐意进取的同学报考咨询，同时也非常欢迎本科生加入团队参加大学生节能减排、创新创业等科创竞赛或科研训练。课题组与美国杜克大学、普渡大学、德国亥姆霍兹联合会（HZDR）、德累斯顿工业大学、荷兰埃因霍芬理工大学、意大利米兰理工大学等多个课题组保持紧密联系与合作，组内优秀成员在硕士或博士阶段均有机会赴国外进行联合培养或被推荐出国继续深造。

科研项目

1.    湖南省科技人才托举工程项目，2023TJ-N10，主持

2.    近壁面浮力驱动非球形气泡迁移规律及其诱导尾迹研究，国家自然科学基金项目，主持

3.    基于粒子图像测速和直接数值模拟技术的近壁面气泡迁移行为及其诱导尾迹研究，湖南省自然科学基金项目，主持

4.    非均相鼓泡反应器气泡群形态演化与传质行为研究，中央高校基本科研业务费项目，主持

5.    冶炼炉窑优化仿真技术研究与应用，企业委托技术攻关项目，主持

6.    浸出高压釜物理场的数值仿真与优化研究，企业委托技术攻关项目，主持

7.    特大型铜钼钴等多金属资源的禀赋特性与高通量选冶基础研究，国家重点研发计划项目，骨干

8.    铅锌矿搭配金属基固废铅锌同步冶炼成套装备与集成示范，国家重点研发计划项目，骨干

9.    搭配处理城市矿产ISP无废冶炼关键技术与装备，广东省揭榜挂帅项目，骨干

10.  火法炼锌绿色生产关键技术研究，企业委托技术攻关项目，负责

11.  沸腾焙烧余热锅炉状态诊断与安全运行技术研究，企业委托技术攻关项目，负责

12.  高温熔体内气-液两相流动行为及输运特性研究，湖南省博士研究生科研创新项目，主持

13. 固液相变储热材料相变点附近温变热导率动态测量方法研究，国家自然科学基金项目，参与

14.  多段双直喷天然气/生物柴油分层预混压燃发动机的燃烧多自由度调控机理研究，国家自然科学基金项目，参与

15.  分体式回转窑动态烧结法高效可控制备高镍单晶三元正极材料极其性能调控，国家自然科学基金项目，参与

16.  铜复杂资源富氧底吹混合熔炼清洁冶金基础研究，国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目，参与

17.  冶金熔池内气液反应流界面传质机理与多尺度耦合研究，国家自然科学基金项目，项目骨干

18.  基于多相多场协同的铜复杂资源熔池熔炼精细调控技术研究，湖南省重点研发计划，骨干

19.  Helmholtz Alliance-Energy Efficient Chemical Multiphase Processes，德国亥姆霍兹联盟项目，参与

20.  Helmholtz Alliance-Liquid Metal Technologies “LIMTECH”，德国亥姆霍兹联盟项目，参与

学术论文

41. Hongjie Yan, Zhengzong Huang, Pingsheng Zeng, Xinhui Jiang, Dongling Wu, Ping Zhou, Xia Wu, Liu Liu*. CFD-based burner parameter optimization of a sintering ignition furnace[J]. Applied Thermal Engineering, submitted.

40. Heyang Zhang, Hongjie Yan, Liu Liu*. Numerical modelling of bubble shape and drag based on the coupling of PID controller and FT method[J]. Physics of Fluids, submitted.

39. Hongjie Yan, Heyang Zhang, Huimin Zhang, Dongling Wu, Zhengzong Huang, Liu Liu*. Influence of wall distance and initial shape on the dynamic behaviors of near-wall bubbles [J]. Physics of Fluids, submitted.

38. Zhikai Tan, Hongjie Yan*, Rongzong Huang, Qing Li, Liu Liu*. Investigation on interphase mass transfer coefficient of a deformable bubble with density contrast using phase-field lattice Boltzmann method[J]. Chemical Engineering Science, accepted.

37. Hongjie Yan, Huanyu Xie, Wenyan Zheng, Liu Liu*. Numerical simulation of combustion and melting process in an aluminum melting furnace: a study on optimizing stacking mode[J]. Applied Thermal Engineering, accepted.

36. Hongjie Yan, Heyang Zhang, Liu Liu*, Thomas Ziegenhein, Ping Zhou. Investigations on the effect of gas flow rate and nozzle diameter on bubble size and shape distributions in a bubble column[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, accepted.

35. Hongjie Yan, Heyang Zhang, Huimin Zhang, Yixiang Liao, Liu Liu*. Three-dimensional dynamics of a single bubble rising near a vertical wall: paths and wakes[J]. Petroleum Science, https://doi.org/10.1016/j.petsci.2023.02.014.

34. Liu Liu, Zhibin Chen, Hongjie Yan*, Dengkai Zhang, Ping Zhou. Numerical simulation and multi-objective parameter optimization of gas-liquid flow in a horizontal stirred tank[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2023, 33: 958-968.

33. Hongjie Yan, Zhengzong Huang, Ming Hu, Jingwei Qi, Liu Liu*. Numerical modelling of gas-solid two-phase flow in a plasma melting furnace[J]. Powder Technology, 2022, 412: 117967.

32. Zhikai Tan, Hongjie Yan*, Rongzong Huang, Liu Liu, Qing Li. Phase-field lattice Boltzmann method for the simulation of gas-liquid mass transfer[J]. Chemical Engineering Science, 2022, 253: 117539.

31. Hongjie Yan, Hao Gong, Zhengzong Huang, Ping Zhou, Liu Liu*. Euler-Euler modeling of reactive bubbly flow in a bubble column[J]. Physics of Fluids, 2022, 34: 053306.

30. Hongjie Yan, Huimin Zhang, Thomas Höhne, Yixiang Liao, Dirk Lucas, Liu Liu*. Numerical modeling of horizontal stratified two-phase flows using the AIAD model[J]. Frontiers in Energy Research, 2022, 10: 939499.

29. Hongjie Yan, Huimin Zhang, Yixiang Liao, Heyang Zhang, Ping Zhou, Liu Liu*. A single bubble rising in the vicinity of a vertical wall: A numerical study based on volume of fluid method[J]. Ocean Engineering, 2022, 263: 112379.

28. Junbing Xiao, Hongjie Yan*, Markus Schubert, Liu Liu, Alexander Döß, Eckhard Schleicher, Uwe Hampel. Effect of nozzle geometry on centerline gas holdup in submerged gas injection[J]. Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science, 2021, 52(6): 4002-4011.

27. Hongjie Yan, Heyang Zhang, Yajun Shi, Ping Zhou, Huan Li, Dongling Wu, Liu Liu*. Simulation on release of heavy metals Cd and Pb in sediments[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2021, 31: 277-287.

26. Zhibin Chen, Hongjie Yan, Ping Zhou, Ping Yang, Jiehui Ding, Jia Liu, Liu Liu*. Parametric study of gas-liquid two-phase flow field in horizontal stirred tank[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2021, 31: 1806-1817.

25. Zhengzong Huang, Hongjie Yan, Liu Liu*, Hao Gong, Ping Zhou. Numerical modeling of reactive bubbly flows based on Euler-Lagrange approach[J]. Chemical Engineering Science, 2021, 239: 116640.

24. Junda Liu, Ping Zhou, Liu Liu*, Si Chen, Yanpo Song, Hongjie Yan. CFD modeling of reactive absorption of CO2 in aqueous NaOH in a rectangular bubble column: Comparison of mass transfer and enhancement factor model[J]. Chemical Engineering Science, 2021, 230: 116218.

23. Liu Liu, Heyang Zhang, Hongjie Yan*, Thomas Ziegenhein, Hendrik Hessenkemper, Ping Zhou, Dirk Lucas. Experimental studies on bubble aspect ratio and corresponding correlations under bubble swarm condition[J]. Chemical Engineering Science, 2021, 236: 116551.

22. Hongjie Yan, Junbing Xiao, Yanpo Song, Zhiwen Hu, Zhikai Tan, Liu Liu*. Cold model on bubble growth and detachment in bottom blowing process[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2019, 29: 213-221.

21. Liu Liu, Olga Keplinger, Thomas Ziegenhein, Natalia Shevchenko, Sven Eckert, Hongjie Yan∗, Dirk Lucas*. Euler-Euler modeling and X-Ray measurement of oscillating bubble chain in liquid metals[J]. International Journal of Multiphase Flow, 2019, 110: 218-237.

20. Liu Liu, Hongjie Yan*, Thomas Ziegenhein, Hendrik Hessenkemper, Qing Li, Dirk Lucas*. A systematic experimental study and dimensionless analysis of bubble plume oscillations in rectangular bubble columns[J]. Chemical Engineering Journal, 2019, 372: 352-362.

19. Junbing Xiao, Hongjie Yan*, Liu Liu, Felix Möller, Zhiwen Hu, Sebastian Unger. Effect of bath depth and nozzle geometry on spout height in submerged gas injection at bottom[J]. Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science, 2019, 50: 3002-3011.

18. Junbing Xiao., Hongjie Yan*, Markus Schubert*, Sebastian Unger, Liu Liu, E. Schleicher, Uwe Hampel. Effect of nozzle geometry on pressure drop in submerged gas injection[J]. Journal of Central South University, 2019, 26: 2068-2076.

17. Yixiang Liao*, Tian Ma, Liu Liu, Thomas Ziegenhein, Eckhard Krepper, Dirk Lucas. Eulerian modelling of turbulent bubbly flow based on a baseline closure concept[J]. Nuclear Engineering and Design, 2018, 337: 450-459.

16. Liu Liu, Olga Keplinger, Tian Ma, Thomas Ziegenhein, Natalia Shevchenko, Sven Eckert, Hongjie Yan*, Dirk Lucas*. Euler-Euler simulation and X-Ray measurement of bubble chain in a shallow container filled with liquid metals[J]. Chemical Engineering Science, 2018, 192: 288-305.

15. Hongjie Yan, Liu Liu, Jiacai Zhuang*, Ping Zhou, Chenqian Zhou. Molecular dynamics simulation of carbon effect on the thermal physical properties of the molten iron[J]. ISIJ International, 2018, 59(2): 221-226.

14. Liu Liu, Hongjie Yan*, Guojian Zhao, Jiacai Zhuang. Experimental studies on the terminal velocity of air bubbles in water and glycerol aqueous solution[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2016, 78: 254-265.

13. Liu Liu, Hongjie Yan*, Guojian Zhao. Experimental studies on the shape and motion of air bubbles in viscous liquids[J]. Experimental Thermal and Fluid Science, 2015, 62: 109-121.

12. 闫红杰, 李浩, 张河杨, 肖俊兵, 刘柳*. 垂直壁面附近单气泡运动特性可视化研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 已接收.

11. 刘柳, 陈志彬, 闫红杰*, 谭智凯, 张登凯, 周萍. 加压浸出搅拌釜内气液传热传质过程数值模拟[J]. 中国有色金属学报, 2022, 32(10): 3111-3122.

10. 刘柳, 闫红杰*, 谭智凯, 黄正宗, 张河杨. 静止液态金属中气泡上升过程实验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(1): 294-302.

9. 陈日健, 闫红杰*, 刘柳, 肖俊兵, 宋彦坡. 底吹过程中基于图像处理技术的气泡直径分布特性[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2018, 49(6): 1541-1547.

8. 闫红杰*, 赵国建, 刘柳, 段珺皓. 静止水中单气泡形状及上升规律的实验研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2016, 49(7): 2513-2520.

7. 闫红杰*, 夏韬, 刘柳, 何秋安, 何志军, 李全清. 高铅渣还原炉内气液两相流的数值模拟与结构优化[J]. 中国有色金属学报, 2014, 24(10): 2642-2651.

6. 刘柳, 闫红杰*, 周孑民, 高强, 张振扬, 刘方侃, 崔志祥. 氧气底吹铜熔池熔炼过程的机理及产物的微观分析[J]. 中国有色金属学报, 2012, 22(7): 2116-2124.

5. 张振扬, 陈卓, 闫红杰*, 刘方侃, 刘柳, 崔志祥, 申殿邦. 富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟[J]. 中国有色金属学报, 2012, 22(6): 1826-1834.

4. 闫红杰*, 刘方侃, 张振扬, 高强, 刘柳, 崔志祥, 申殿邦. 氧枪布置方式对底吹熔池熔炼过程的影响[J]. 中国有色金属学报, 2012, 22(8): 2393-2400.

3. 曾平生, 黄正宗, 郑关平, 李泽方, 陈录, 闫红杰, 刘柳. 塔式锌精馏炉热工诊断与节能分析. 中国有色冶金, 2022, 51(06): 45-53.

2. 徐克华, 陈志彬, 刘柳*. 提高硫化铜精矿氧压浸出过程中氧气利用率的策略分析[J]. 中国有色冶金, 2021, 50(3): 28-33.

1. 罗谦, 闫红杰*, 金俊伟, 黄正宗, 龚昊, 刘柳. 底吹炉沉降区内液面波动规律的冷态模型实验[J]. 有色金属工程, 2020, 10(2): 46-53.

学术会议

1. 刘柳. 高等学校工程热物理第二十九届全国学术会议, 分会场主席, 中国青岛

2. 刘柳. 第八届热力学与能源利用青年学术论, 中国大连

3. 刘柳. 电弧炉处理城市垃圾数值仿真与优化, 分会场特邀报告, 第六届中国铜工业科学技术发展大会, 中国厦门

4. 刘柳. 中国计量测试学会多相流测试学术年会, 分会场主席, 中国杭州

5. 刘柳. 第六届传热传质青年学术论坛, 中国东莞

6. 刘柳. 鼓泡反应器内气液流动与界面传质行为研究, 分会场特邀报告, 2022年中国工程热物理学会多相流与交叉学科青年学者论坛, 中国珠海

7. 刘柳. 熔池熔炼过程多相流动行为研究, 分会场特邀报告, 2022中国铜产业科技创新大会, 中国鹰潭

8. 刘柳. 铅锌冶炼烧结机点火炉内多物理场数值仿真与优化, 大会特邀报告，第十一届中国有色金属工业炉窑工程节能减排技术与装备发展论坛, 中国衡阳

9. 刘柳. 第九届中国动力工程学会青年学术年会, 分会场主席, 中国长沙

10. Hongjie Yan, Heyang Zhang, Liu Liu*. Three dimensional dynamics of a single bubble rising near a vertical wall: paths and wakes[C]. The 1ST World Conference on Multiphase Transportation, Conversion & Utilization of Energy, Xi'an, China (online)

11. 刘柳. 近壁面浮力驱动非球形气泡迁移规律及其诱导尾迹研究. 2021年中国工程热物理学会多相流学术会议基金进展汇报, 中国西安（线上）

12. 李浩, 刘柳*, 张河杨, 闫红杰. 垂直壁面附近单气泡运动特性可视化研究 [C]. 2021年中国工程热物理学会多相流学术会议, 中国西安（线上）

13. 张惠敏, 刘柳*, 谭智凯, 闫红杰. 近壁面气泡浮升及其诱导尾迹数值模拟研究 [C]. 2021年中国工程热物理学会多相流学术会议, 中国西安（线上）

14. Hongjie Yan, Zhengzong Huang, Ming Hu, Jingwei Qi, Liu Liu*. Numerical modelling of gas-solid two-phase flow in a plasma melting furnace [C]. The 3rd International Symposium on Computational Particle Technology, Suzhou, China

15. Hongjie Yan, Hao Gong, Liu Liu*, Zhengzong Huang, Ping Zhou. Euler-Euler modeling of reactive bubbly flow in a bubble column [C]. The 8th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow (ASCHT2021), Qingdao, China (Best paper award)

16. Huimin Zhang, Hongjie Yan, Liu Liu*, Jia Liu, Hao Li, Ping Zhou. A DNS study of single bubble rising in the vicinity of a vertical wall based on VOF method [C]. The 15^th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Amsterdam, Netherlands (online)

17. Hongjie Yan, Hao Li, Liu Liu*. Experimental study on single bubble rising behavior near a vertical wall[C]. 2st International Symposium on Thermal-Fluid Dynamics (ISTFD 2020) Beijing, China

18. 张河杨, 刘柳*, 闫红杰. 羽流条件下气泡尺寸及形状的实验研究[C]. 中国计量测试学会多相流测试专业委员会第十二届年会暨中国多相流测试学术会议, 中国吉林

获奖及荣誉

1.    湖南省科技人才托举工程-年轻优秀科技人才

2.    湖南省优秀博士学位论文

3.    第8届亚洲计算传热与流体流动国际学术会议最佳论文奖

4.     中南大学优秀班导师

5.   中南大学教学质量优秀奖（本科生课堂教学）

6.    中南大学能源科学与工程学院优秀共产党员

7.     中南大学能源科学与工程学院优秀党务工作者

8.     全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖, 指导教师

9.     中南大学优秀博士学位论文

10.   中南大学能源科学与工程学院“研究生优秀学术论文奖”

11.  博士研究生国家奖学金、硕士研究生国家奖学金、国家励志奖学金等

社会兼职

1.      《Frontiers in Energy Research》编委

2.      《International Journal of Fluid Mechanics & Thermal Sciences》编委

3.      《长沙理工大学学报》青年编委

4.      《陶瓷学报》青年编委

5.      《Energies》专刊编辑

6.       第十五届传热、流体力学与热力学国际会议，组委会委员

7.       第八届能源与环境科学国际学术会议，组委会委员

8.       教育部学位与研究生教育发展中心网评专家

9.       全国能源动力类专业优秀本科毕业论文评审专家

10.       国家留学基金委公派出国留学项目通讯评审专家

11.     高等学校工程热物理学术会议分会场主席

12.    中国计量测试学会多相流测试学术会议分会场主席

13.   中国动力工程学会青年学术年会分会场主席

14.   湖南省动力工程学会理事

15.   浙江省自然科学基金项目通讯评议专家

16.   长沙市科技项目评审专家库专家

17.   中国工程热物理学会/中国颗粒学会/中国化工学会/中国有色金属学会会员

研究兴趣

1.       清洁能源高效利用

2.       多相流动与传热传质

3.       热工过程节能与装备优化

4.       电催化制氢过程强化

5.       二氧化碳捕集

6.       新型储能材料

 

联系方式

1.       通讯/办公地址：湖南省长沙市岳麓区中南大学校本部能源楼

2.       电子邮箱：l.liu@csu.edu.cn

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