▪ 传统矩方法理论与数值计算方法研究

发展了临近空间稀薄气体动力学Burnett方程理论，提出了简化常规Burnett方程来解决困扰原方程多年的线性失稳问题，首次建立了含高温气体效应的简化Burnett方程数值计算方法，实现了高超声速稀薄来流三维类HTV-2外形等离子流场与电磁波传输特性的数值模拟。

▪广义流体动力学方程与非法性本构关系理论研究

创新发展了稀薄空气动力学非线性耦合本构方程计算方法，提出了与EU方程精度一致的高阶边界条件，建立了稀薄非线性耦合本构方程与热化学反应动力学模型的耦合模型，实现了热化学非平衡与稀薄效应的耦合模拟。

▪DSMC与气体动理学格式理论与计算方法研究

建立了DSMC方法、气体动理学模型等介观方法计算软件，针对典型验证模型与计算状态开展了大规模并行计算获得了跨流域多尺度精细介观流场，能够对Burnett方程与非线性本构关系进行理论校验。

目前稀薄气体研究小组已出版“稀薄气体动力学矩方法及数值模拟”专著1部，相关研究成果已在AIAA Journal、Microfuidics and Nanofuidics、Aerospace Science and Technology、International Journal of Modern Physics B、Communications in Computational Physics等期刊上发表，并已获得“稀薄气体动力学计算软件V3.0”（2015SR233151）与“稀薄气体流动计算与分析软件V1.0”（2018SR019104）软件著作2项。研究方向获得了“基于Burnett方程的过渡流域计算理论与数值方法研究”与“广义流体动力学Eu方程的正则化封闭理论与计算方法研究”2项国家自然科学基金项目的资助。