流体热质输运及界面行为这一科学问题具有复杂非线性动力学特征。一方面，流动引起的系统熵增，对提高流体混合与界面传热传质效率起着至关重要的作用。气泡、液滴和胶体等多相系统中，离散相迁移、碰撞、聚并和分裂等动力学行为也值得深入探究。这些流体行为与系统熵的变化密切相关，影响着整体的热力学状态以及传热传质过程的效率。另一方面，热质输运和界面行为并非单调的熵增过程，相反，该过程蕴含丰富的流动模式演化。热传导、浓度扩散、对流输运、界面动力学、相变以及马兰戈尼作用等会导致流动不稳定，呈现丰富的转捩现象。对流与界面的不稳定性引起系统在时间上的周期演变或空间上的有序结构，即复杂系统的自组织现象。这些现象包括但不限于Rayleigh-Bénard对流、Marangoni对流、双扩散对流、卡门涡街、平板边界层转捩、Kelvin-Helmholtz不稳定性、Rayleigh-Taylor不稳定性、咖啡环问题以及Belousov-Zhabotinsky振荡反应等。
自组织现象的存在意味着在流体动力学中存在抵抗熵增的机制。结合非线性理论中的熵、李雅普诺夫指数以及分形维数等概念，能够更好地对有序和相干结构的发展进行表征及预测。在许多关于传热传质和界面行为的研究中，已经发现了准周期、倍周期以及阵发等通向混沌的道路，这为理解湍流提供了新的视角。值得强调的是，近年来，数据驱动和机器学习技术已被引入到流体动力学中。流体的降阶模型与复杂动力系统理论的碰撞，也将有助于流动传热传质与界面行为研究实现新突破。
基于此，Entropy 邀请了来自中国科学院力学研究所的段俐研究员，吴笛副研究员，王佳副研究员和叶致君博士共同创建特刊“流体热质输运和界面行为”。本特刊为交流流体的传热传质及界面行为提供了一个平台，从熵理论和复杂系统理论等视角探索并促进不稳定性、非线性以及湍流的研究。诚邀相关领域学者提交原创稿件，主题包括但不限于：
熵；
对流；
传热与传质；
界面动力学；
相变；
马兰戈尼迁移；
扩散；
不稳定性；
流动非线性转捩；
混沌；
湍流。
投稿截止日期：2025年8月30日
客座编辑
段俐 研究员
中国科学院力学研究所
段俐，中国科学院力学研究所研究员、博士生导师。中国力学学会女科技工作者委员会委员，实验流体专业组成员；中国空气动力学学会流动显示委员会委员；中国空间科学学会微重力专业委员会委员。主要研究方向是微重力流体物理，并在科学需求带动下开展先进流场诊断技术和挑战性空间实验技术的研究，涉及流体力学、材料和生物等过程、现代光学诊断技术和空间科学实验技术等，具有多学科交叉特征。微重力流体物理是空间科学研究的重要领域，长期以来，以地基实验为主要研究手段，并利用各种微重力环境开展了微重力流体物理的基础性以及应用技术性研究。作为项目负责人先后获得五项自然科学基金项目、四项中国科学院空间科学先导专项项目；开展了微重力流体物理基础研究，同时研制了微弱物理信号检测与分析系统、长工作距干涉显微镜、空间实验数字全息干涉仪、弱力测量装置等，为空间实验提供新的测试技术。作为主任设计师、副主任设计师、骨干等先后承担七项空间实验任务 (SJ-8-扩散，SJ-10-环状流，载人航天-TG-2-液桥，载人航天-空间站-流体柜科学系统，载人航天-空间站-环状流，载人航天-空间站-贮箱，载人航天-空间站-液滴)。对于这些空间实验项目，从设计、研制到项目的完成，均表现出优秀的科研工作能力和大型项目的组织能力。发表SCI论文百余篇，批准发明专利多项，培养硕士、博士生十余人。
研究兴趣：微重力流体物理学、实验流体力学、马兰戈尼对流、传热与传质、微推进技术、无拖曳控制。
吴笛 副研究员
中国科学院力学研究所
吴笛，中国科学院力学研究所副研究员，主要从事微重力流体物理、流动稳定性分析、斑图动力学研究、主动冷却技术以及流动显示技术研究。参与载人航天空间站流体物理实验柜研制工作，主要负责载荷测试和地面科学匹配实验。作为副主任设计师负责空间站首批项目——“空间三相多液滴迁移行为研究”的研制工作，在空间站流体柜开展液滴/气泡在温度场作用下的迁移行为；作为科研骨干参加了实践十号卫星“热毛细对流表面波空间实验研究”项目，探究了体积比效应对环形液池热毛细对流表面波竞争的影响机制；作为科研骨干参加了天宫二号“大Prandtl数液桥热毛细对流空间实验研究”，发现了几何效应、升温速率效应以及热毛细对流多次转捩规律。在流体力学journal of fluid mechanics、physic of fluids 等期刊发表多篇论文。在空间站运营期，负责科学实验项目——“球形Bénard-Marangoni对流斑图的时空演化和混沌特征”，将利用微重力环境建立大尺寸液球模型，观测球形体系下的热毛细对流自组织规律。开展空间站运营期科学实验培育项目——“微重力喷雾冷却界面流动与传热特性研究”，探索微重力环境下高热流密度主动冷却技术。
研究兴趣：微重力流体物理学、传热与传质、实验流体力学、界面不稳定性、冷却技术。
王佳 副研究员
中国科学院力学研究所
王佳，中国科学院力学研究所副研究员，主要研究方向涉及微重力流体物理、流体热质传输与界面行为、超临界二氧化碳流动传热行为以及空间实验技术研究与先进流场测量方法。参加了天宫二号“大prandtl数液桥热毛细对流空间实验”空间任务，并于地面开展了相应的地基实验；参加了实践十号空间实验成果分析工作，完成科学研究总结；参加了载人航天工程流体物理科学实验柜的研制工作，并担任空间站首批科学项目“微重力环状流振荡特征及转捩问题研究”的主任设计师。作为第一作者在流体力学 journal of fluid mechanics、international of heat and mass transfer、PRE 等期刊发表多篇论文。
研究兴趣：微重力流体物理学、实验流体力学、表面张力流、流动稳定性与转捩、超临界流体。
叶致君 博士
中国科学院力学研究所
叶致君，中国科学院力学研究所博士后，主要从事液滴热毛细迁移的基础理论及实验研究。2017年获东北大学学士学位，2024年获中国科学院大学博士学位。参与空间站首批项目——“空间三相多液滴迁移迁移行为研究”，进行地面匹配实验，参与载荷研制工作；参与面上项目“液滴热毛细迁移及驱动控制研究”，完成驱动控制方案设计和实验。
研究兴趣：微重力流体物理学、实验流体力学、热毛细迁移、表面张力。
了解特刊详情：https://www.mdpi.com/si/224652
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/entropy
Entropy 期刊介绍
主编：Kevin H. Knuth, University at Albany, USA
期刊主要发表熵和信息论的相关文章，涉及学科领域有：热力学、统计力学、信息论、生物物理学、天体物理学及宇宙学、量子信息和复杂体系等，当前位于 JCR 物理多学科二区。
2023 Impact Factor：2.1
2023 CiteScore：4.9
Time to First Desicion：22.3 Days
Acceptance to Publication：2.7 Days
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