李静海（化学工程与多相流介科学）院士｜我国多相复杂系统多尺度理论与介科学的开拓者#

1. 研究方向#

李静海院士长期致力于颗粒流体两相反应系统量化设计和工程放大研究。他聚焦于气固多相流系统中流体与颗粒群体在传递和化学反应过程中的时空非均匀结构和介尺度物理机制。他致力于攻克多相体系由于滑移速度大、非均匀聚团严重导致反应收率低下和工业反应器难以精准放大的科学瓶颈。他提出并发展了“能量最小多尺度（$EMMS$）”理论与方法，开创了基于多尺度结构和控制机制竞争妥协的“介科学”新领域，引领了多相流计算方法与复杂体系仿真范式的科学变革。

2. 标志性成果#

• 气固两相系统能量最小多尺度（$EMMS$）模型：传统的化学反应工程中，多相湍流系统极易产生瞬态、非均匀的聚团结构（即介尺度结构），导致两相间传递系数呈数量级下降，常规模拟难以精确量化描述。李静海在 $20$ 世纪 $80$ 年代提出并建立了 $EMMS$ 模型。他创造性地揭示了两相流非均匀结构的形成源于“颗粒主导”与“流体主导”这两种不同物理机制在介尺度的“竞争与协调（$Compromise\ in\ competition$）”，建立了稳定性约束条件。该模型成功解析了流态化多相流中的非均匀介尺度结构难题，获得了国际多相流与流态化领域的一致公认。

• $EMMS$ 计算范式与多尺度超级计算仿真：李静海将 $EMMS$ 多尺度理论推广应用到不同类型的复杂多相系统中，建立了“问题、模型、软件和硬件（计算机结构）”四者在时空非均匀结构上相似的多尺度计算模式（即 $EMMS$ 计算范式）。在此理论指导下，他带领团队研制了世界上首台多尺度架构相似的 $Pflops$（千万亿次）级高性能大型超级计算机系统，实现了对万吨级工业反应器由微观颗粒流、介尺度聚团至宏观设备流场的时空全景直接模拟，成果广泛应用于中石化、美孚等全球能源与化工巨头的反应器工业放大与优化运行。

• 介科学（$Meso\text{-}science$）理论的系统构建与推广：在多相流多尺度研究的基础上，李静海将“竞争中妥协（协调）产生结构”的普适性科学规律推广至物理、化学、生物乃至社会和复杂工程等多重学科，提出了超越传统化学工程研究范畴的“介科学”这一跨学科前沿概念。他致力于探讨不同层次介尺度非均匀不稳定性结构的共性控制规律，推动国家自然科学基金委员会设立了“介尺度科学重大研究计划”，并作为第一任首席科学家积极组织全球多国学者共同开展介科学交叉研究，推动了以系统科学为导向的多层次科学范式转型。

3. 学术地位与影响#

李静海院士是国际流态化、多相流多尺度算法及介科学领域的奠基性领军学者。他提出的 $EMMS$ 理论突破了化学工程长期依赖宏观半经验关联式放大的模式，推动了多相体系量化分析与仿真步入物理机制驱动的理性轨道。他曾荣获国家自然科学二等奖、中国科学院技术发明一等奖，并荣获美国化学工程师学会（$AIChE$）颗粒技术论坛（$PTF$）讲座奖。他历任亚洲科学院与学会协会（$AASA$）主席、国际科学理事会（$ISC$）副主席等国际顶级学术职务，不仅显著提升了我国化工界在多尺度模拟领域的国际领先地位，更在国际科学治理体系中展现了极高的学术话语权。

1. 教育背景#

• $1978.09 - 1982.07$：哈尔滨工业大学热能工程专业，本科毕业获学士学位

• $1982.09 - 1984.07$：哈尔滨工业大学热能工程专业，研究生毕业获工学硕士学位

• $1984.09 - 1987.12$：中国科学院化工冶金研究所（现过程工程研究所）化学工程专业，研究生毕业获工学博士学位（导师：郭慕孙院士）

2. 工作履历#

• $1987.12 - 1990.04$：美国纽约城市大学（$CUNY$）、瑞士联邦理工学院（$ETH\ Zurich$），从事博士后/客座研究员工作

• $1990.04 - 1999.12$：中国科学院化工冶金研究所（现过程工程研究所），历任助理研究员、副研究员、研究员、多相反应开放实验室副主任、副所长

• $1999.12 - 2005.12$：中国科学院过程工程研究所，历任所长、党委书记（其中 $1999$ 年 $11$ 月当选为中国科学院院士）

• $2004.02 - 2016.12$：中国科学院，副院长、党组成员

• $2011.05 - 2021.05$：中国科学技术协会，副主席（兼）

• $2018.02 - 2023.03$：国家自然科学基金委员会，主任、党组书记

• $2023.03 - 至今$：第十四届全国人大常委会委员、教育科学文化卫生委员会副主任委员

• $2024.01 - 至今$：北京市科学技术协会第十届委员会主席

• $1990.04 - 至今$：中国科学院过程工程研究所，研究员、博士生导师、介科学与过程工程全国重点实验室学术顾问

1. 国家级/省部级奖项#

• 国家级奖项：

  • 国家自然科学奖二等奖（$1990$ 年，第五完成人，获奖项目：“《化工冶金中的散式流态化》”）

  • 国家自然科学奖三等奖（$1995$ 年，第一完成人，获奖项目：“颗粒流体两相流型结构与区划模拟”）

• 中科院重大奖项：

  • 中国科学院自然科学奖一等奖（$1993$ 年，第一完成人，获奖项目：“能量最小多尺度方法及应用”）

  • 中国科学院技术发明奖一等奖（$2001$ 年，第一完成人）

2. 国际荣誉#

• 外籍院士/外籍会士称号：

  • 英国皇家学会外籍会士（$FRS$，$2023$ 年当选）

  • 澳大利亚工程院外籍院士（$FTSE$，$2012$ 年当选）

  • 英国皇家工程院外籍院士（$FREng$，$2011$ 年当选）

  • 瑞士工程院外籍院士（$2006$ 年当选）

  • 发展中国家科学院（$TWAS$）院士（$2003$ 年当选）

• 国际重大科学奖项：

  • 美国化学工程师学会（$AIChE$）颗粒技术论坛讲座奖（$AIChE\ PTF\ Lectureship\ Award$）

  • 第三世界科学院（$TWAS$）演讲奖（$TWAS\ Lectureship\ Award\ in\ Engineering\ Sciences$）

3. 其他重要荣誉#

• $1994$ 年：荣获首届国家杰出青年科学基金资助

• $1996$ 年：荣获第三届中国青年科学家奖

• $1997$ 年：荣获香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”

1. 学术期刊任职#

• 创刊主编：国际期刊 Particuology（《颗粒学报》）创刊主编

• 国际顾问/编委：曾任或现任 Chemical Engineering Science 等十余种国际化工与多相流权威学术期刊的顾问或编委

2. 重要社会与学术兼职#

• 重要国际学术组织：

  • 国际科学理事会（$ISC$）副主席（$2018 - 2021$ 年）

  • 国际科学联合会（$ICSU$）副主席（$2014 - 2017$ 年）

  • 国际介科学组织（$IPM$）理事长

  • 亚洲科学院与学会协会（$AASA$）主席

• 国内主要兼职：

  • 北京市科学技术协会主席

  • 国家自然科学基金委员会原主任、党组书记

  • 中国颗粒学会前理事长、中国化工学会副理事长