1.气固两相流的直接数值模拟及其基础性研究 

  气体-颗粒两相流动是能源化工领域的常见流动及反应主体，通过直接数值模拟手段可以准确获得每个颗粒的瞬时受力信息和其周围的流场信息用于基础性科学研究。主要研究内容包括：气体-颗粒两相之间的相间作用力的研究、颗粒聚团行为的产生和聚团演化规律的研究、气固两相复杂流动结构及其对传热和反应特性影响的研究等。课题组致力于研究考虑介尺度颗粒群影响的气固流动规律和机理，预测大尺度反应器中的气固流动特点，大幅度削减传统反应器设计中需要逐级试验的昂贵成本，其研究成果也能为新型反应器的设计提供理论依据。

气体-颗粒不稳定运动 

2.无网格算法及其应用研究

  在自然界和能源化工以及制药医学领域广泛地存在着一类带自由表面（或相界面）剧烈变形的流动问题，例如：气泡破碎、液滴破碎融合、燃料雾化、血液凝结、表面活性剂作用等。这一类问题的主要特点是所关心的液体相随时间发展会产生剧烈的表面变形、破碎和融合，传统网格方法在处理这一类问题时容易出现网格畸变和新旧网格交替的问题，无网格方法由于计算离散点间不存在固定拓扑关系因此可以方便直接地处理此类问题。我们致力于开发可以处理考虑界面张力、相变效应等影响因素的带自由表面复杂多组分流动问题的无网格计算方法，针对于带剧烈表面变形的多组分流动问题研究其流动机理，探索相关的基础性科学问题。

      不互溶液滴的浸润过程                              水平管表面的液滴浸润流动

柴油的离心雾化过程