双扩散湍流   当流体密度由两种不同组分共同影响时，在重力作用下由于组分的不均匀分布导致的浮力驱动湍流即为双扩散湍流。这类流动广泛存在于海洋、天体物理和地球物理相关的流动问题中，是影响组分垂向混合输运的关键物理过程之一。针对这一类问题，我们主要开展大规模直接数值模拟和理论建模工作，研究其流动结构、流动形态演化和传输规律，等等。

标量场湍流   湍流混合输运的一个重要方面是湍流场对如热量和化学组分等标量场的对流输运和混合效应。标量场湍流不仅具有重要的工程应用背景，也是研究湍流机理本身的重要模型问题。我们主要开展针对壁湍流标量场的直接数值模拟和理论分析工作。

浸没边界法   浸没边界法和基本思想是将流动边界等效为局部的体积力，从而对全物理空间求解同一套方程，极大简化复杂几何和变形边界的网格生成难题。浸没边界法是求解流固耦合问题和多相流问题的常用方法之一。我们关注于发展新技术以减小浸没边界法边界速度控制误差，并将浸没边界法用于多种复杂几何和变形边界流动的直接数值模拟。

血流动力学   主动脉血液流动是血液循话系统中流动雷诺数最大的区域，其包含复杂的几何外形和血管壁变形等流固耦合问题。我们利用浸没边界法，开展主动脉血流动力学的直接数值模拟研究；与临床医生合作，共同探讨数值模拟技术在相关疾病临床诊断治疗中的应用，如主动脉夹层等。

流动控制   湍流控制与减阻是工程流动中的热点研究方向，具有重要的工程应用价值。我们利用浸没边界法，研究运动边界在壁湍流中的减阻应用，以及运动变形边界对标量场湍流混合输运的影响和可能的增强作用。