郭向吉 副教授 | 博士生导师

研究领域：电子设备高效散热技术・涡流管能量分离・强化传热传质

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一、个人简介

郭向吉，工学博士，现任大连理工大学能源与动力工程学院副教授、博士生导师，长期从事高功率密度电子设备高效散热技术、数据中心和储能系统热管理和涡流管能量分离等能源高效利用与管理领域的研究工作。近年来主持或参与国家自然科学基金、两机专项、宁波市重点研发计划等多项科研项目，累计科研经费超过1000万元。研究成果已在Energy、International Journal of Heat and Mass Transfer等国际顶级期刊发表论文30余篇，其中第一/通讯作者SCI论文30余篇，授权中、美发明专利9项（获大连市专利奖1项，3项实现转化）。

本研究团队致力于基础理论-技术研发-工程应用全链条创新，与航空航天、热管理、制冷、燃气等领域的多家龙头企业建立了长期合作关系，研究成果已成功转化应用于航空热管理、天然气门站能量回收、电子设备散热等多个领域。

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二、 主要研究方向概况

1. 高功率密度电子设备高效散热

·  研究问题：如何在高功率、大热流密度下实现高效散热？

·  创新方法：3维环路热虹吸管、基于旋流薄膜蒸发的相变传热技术（申请相关专利23项、授权专利5项、2项已转化）

·  应用场景：机载雷达、高功率芯片、变频空调、电气柜等（合作方包括航空601所、格力等知名企业，已开发研制多套样机，预计于2026年实现量产）

2. 涡流管能量分离

·  研究问题：如何提升天然气调压过程中的能量利用效率，实现节能减排？

·  技术革新：天然气低温热阱回收大气能量的调温调压新工艺

·  工程应用：大连开发区天然气门站示范工程（全球首座，已于2025年投产、运行）

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三、 科研成果

1.  近三年科研项目

1)  国家自然科学基金(面上项目)“含可凝性气体涡流管成核凝结机理及气液运动与分离特性量化研究”，2025-2028，进行中，负责人：郭向吉；

2)  国家自然科学基金(青年项目)“基于非定常特征流动结构的涡流管能量分离热力学模型研究”，2023-2025，进行中，负责人：郭向吉；

3)  企事业委托（大连德泰港华燃气股份有限公司）“天然气降压能量回收补能”，2024-2025，合同额：420万,已建成运行示范工程(核心装置为涡流管，创新点来自本人授权发明专利)，负责人：张博，郭向吉。

4)  企事业委托（天达科技股份有限公司）“多场景、固定式电子设备用环路热虹吸管散热系统开发”，合同额：180万,2025-2027，进行中(已开发3P空调驱动模块、工商业储能PCS柜、充放电柜等多套样机，预计2026年实现量产)，负责人：郭向吉。

5)      企事业委托（天达科技股份有限公司）“面向算力中心高功率电子元件的高效相变散热技术研究与开发”，2025-2026，进行中(已开发旗舰级CPU和5090集成散热系统一套,完成上机高负荷实测,预计2026年实现量产)，负责人：郭向吉。

6)      科技成果转化（专利转让）“基于旋流式薄膜蒸发的高通量电子设备热管理技术及系统”，2024，合同额：200万，完成人：郭向吉，张博。

7)      余姚市重点研发计划项目“基于主/被动热疏导技术一体化的集装箱储能电站复合节能空调关键技术研究”，2024-2026，合同额：200万，进行中(已开发样机，预计2026年实现量产)，负责人：郭向吉；

8)      JWKJW基础加强重大基础研究项目“高功率大热流设备两相流换热XXXXX”，2020-2022，合同额：220万，已结题，负责人：张博（成果于2025年被省科工局鉴定为“国际领先”，本人排名2/5）；

9)      宁波市重点研发计划项目“高功率长寿命强安全储能系统模块化技术研究及应用”，2023-2025，合同额：250万，进行中，负责人：张博，兰天，郭向吉；

2.      近两年以一作/通讯身份发表SCI论文（涡流管、环路热虹吸管方向，均为JCR一区,本学院认定的TOP/A类期刊)

1)       Hengxuan Xu, Xiangji Guo*, Zhangchi Liu, Shaowei Yang, Bo Zhang, Shibo Tian.Hydrodynamic coupling in vertical flat-plate loop thermosyphons: The critical role of riser confinement on operational stability and heat transfer limits[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2026, 263: 128711.

2)       Fengyi Tang, Xiangji Guo*, Bo Zhang. Thermodynamic Modeling of the Ranque-Hilsch Vortex Tube: Energy Separation Driven by Precessing Vortex Cores[J]. International Communication of Heat and Mass Transfer, 2026, 178: 111782.

3)       Yang Shaowei, Guo Xiangji, Liu Zhangchi, Xu Hengxuan, Zhang Bo, Tian Shibo. Experimental research on the heat transfer and flow characteristics of the flat plate loop thermosyphon under high heat flux density and wide filling ratio[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2026, 269: 129161.

4)       Yang Shaowei, Guo Xiangji*, Xu Hengxuan, Tang Fengyi, Zhang Bo, Wang Kang. Visualization study on evaporator arrangement and chamber thickness of loop thermosyphon in confined space for electronic devices cooling[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2026, 258: 128320.

5)       Xu Hengxuan, Guo Xiangji*, Yang Shaowei, Zhang Bo, Wang Binbin. Enhanced boiling heat transfer and flow dynamics in loop thermosyphons with optimized rib-structured flat plate evaporators for IGBT thermal management[J]. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2026, 172: 110580.

6)       Jie Ke, Guo Xiangji*, Fengyi Tang, et al. Experimental Investigation on the Interactive Effects of Area Ratio, Nozzle Configuration and Geometric Scale in Vortex Tubes[J]. International Journal of Refrigeration, 2026, 187: 106940.

7)       Yang Shaowei, Guo Xiangji*, Xu Hengxuan, Tang Fengyi, Wang Ningsheng, Zhang Bo, Zhang Yuxin. Experimental study on the loop thermosyphon with a flat evaporator under different evaporator chamber thicknesses for IGBT cooling[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2025, 240: 126682.

8)       Yang Shaowei, Guo Xiangji*, Xu Hengxuan, Tang Fengyi, Zhang Bo, Zhang Yuxin. Experimental studies on the heat transfer characteristics and instability of a loop thermosyphon with a vertical flat evaporator for IGBT heat dissipation[J]. Applied Thermal Engineering, 2025, 264: 125524.

9)       Xu Hengxuan, Guo Xiangji*, Yang Shaowei, Tang Fengyi, Zhang Bo, Wang Kang. Influence of height difference on thermal performance and flow stability of loop thermosyphon equipped with vertically placed flat evaporator for IGBT module cooling[J]. International Journal of Thermal Sciences, 2025, 218: 110124.[6]  

10)    Guo Xiangji*, Xu Hengxuan, Cao Leilei, Zhang Bo. Innovative integration of mechanical refrigeration and loop thermosyphon with liquid reservoir control: enhancing energy efficiency and dynamic stability in data center cooling systems[J]. International Journal of Refrigeration, 2026, 182: 29-37.

11)    Weijie Sun, Fengyi Tang, Bo Liu, Xiangji Guo*, Jingwen Li, Bo Zhang. Thermodynamic and exergoeconomic assessment of a novel self-sustaining pressure regulation system with decoupled vortex tube-ejector for natural gas city gate stations[J]. Energy,2026,349: 140628.

12)    Wenjun Hu, Xiangji Guo*, Fengyi Tang, Bo Zhang, Cascade recovery of extraction steam pressure in combined heat and power systems via vortex tube integration: A thermodynamic, exergoeconomic and environmental analysis[J]. Journal of Cleaner Production, 2025, 534:147056.

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三、实验平台与团队资源

本课题组拥有国际领先的实验与计算平台，能够为研究生提供高水平的科研支撑：

1.      实验场地与设备

·  团队拥有能动学院140平实验室，以及宁波研究院超500平实验场地

·  先进流场（速度、温度、密度）可视化测量系统（FRS，3D3C-PIV，Thermographic-LDV，纹影仪，高速摄像仪，红外热成像仪等，共约1200万元投入）

·  英格索兰工业级压缩机（大气量螺杆机组，4MP高压活塞机组）

·  50kW工业级水冷机组，高、低温高精度恒温水槽

·  3D打印机2台(光固化、聚酯纤维)

·  顶尖配置的温度、压力、流量、直流电源、数据采集等高精度仪器仪表

·  丰富齐备的各类实验工具，支持学生DIY实验平台

2.      计算资源：

·  8卡机超算平台，支持千万网格级仿真模拟

·  小型服务器、工作站多台

3.      团队协作：

·  依托平台团队：依托大连理工大学能动学院航空/航天飞行器能源与热管理创新团队以及大连理工大学宁波研究院复杂能量系统与数字孪生创新团队（团队负责人均为张博教授）

·  团队协作平台：本团队采用“飞书”高效协同办公软件开展工作，强化任务管理与团队成员协作模式

     

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四、学生培养与发展

本人始终坚持“严谨治学、因材施教”的培养理念，注重学生的学术与个人成长和职业发展：

1.      学术支持

·  近3年硕/博士生每人每年发表SCI论文2-5篇，其中领域TOP期刊占比60%

·  全额资助学生参加国内、外学术会议、行业展会，在读期间不少于1次

2.      个人科研素质培养

·  建设了本团队知识库辅助同学科研入门与全面提升

·  系统教授科研方法论，包括实验设计、数据分析、数值模拟等技能，强化科研方法锻炼，重视培养学生独立思考与问题解决能力

3.      职业发展

·  团队毕业生去向：航空航天类下设研究院所，美的、海尔、海信等龙头空调制冷企业，比亚迪、吉利等龙头车企

·  读博指标：团队每年有2-4名博士生指标，支持并欢迎学生继续深造

·  技能培训：团队不定期组织安排学术沙龙活动以及数值仿真、科研工具类技能培训

4.      助研津贴与生活保障

·  依托宁波研究院可为学生提供打卡补贴、工作日餐补和交通补贴、带空调和独立卫浴两人间宿舍、免排队/预约体育馆（篮球、羽毛球、乒乓球及各类有氧、力量健身器材等）以及每人宽敞工位并配备双显示器小型工作站

·  团队提供丰厚的项目/论文助研津贴

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五、招生信息

1.      欢迎具有以下背景的同学加入课题组

·  专业要求：能源与动力工程相关专业或对本专业兴趣浓厚且已学习过本专业基础课程

·  技能基础：CET-6，具备CFD仿真、实验设计或编程能力者优先

·  性格特质：热爱科研、善于学习和思考、乐观自律、具有团队合作精神

2.      有意向加入我们的同学请通过以下方式进一步了解和咨询

·  本人邮箱：xjguo@dlut.edu.cn

·  本人办公地点：能动学院719室

·  课题组主页：即将开放…

• [1] 2009.09 -- 2013.06

  大连理工大学       涡轮机       学士

• [2] 2013.09 -- 2016.06

  大连理工大学       热能工程       硕士

• [3] 2016.09 -- 2019.09

  大连理工大学       热能工程       博士

• [4] 2006.09 -- 2009.07

  新余市一中       \

• [1] 2019.07 -- 2022.01

  大连理工大学能动学院      博士后

• [2] 2022.01 -- 至今

  大连理工大学能动学院      副教授