主要研究成就

 （1）在流动稳定性和湍流转捩方面，做出了原创性和突破性的进展。基于精确的Navier-Stokes方程，提出了流动失稳和湍流转捩的能量梯度理论，这个理论与所有收集到的流动失稳和湍流转捩的实验数据都吻合非常好。在国际上，分别对压力驱动流动和剪切驱动流动，首次提出了湍流转捩的必要条件和充分条件。前者是在非线性扰动下，平均速度剖面有拐点。后者是在非线性扰动下，平均速度剖面有零梯度点。目前，国内外许多学者正在把这个新的理论推广到其它流动中去。

（2）把自己创立的能量梯度理论成功地应用到了叶轮机械流道内的不稳定流动现象的研究中，比如在离心压缩机无叶扩压器和整个离心通风机及离心泵内的流动不稳定性研究及其改进上。根据研究结果发现，所有的流体机械内部的不稳定流动的发生都是由运动或旋转部件做功引起的。内流装置中做功大的位置，不稳定性大；做功小的位置，不稳定性小。因此，在论文中提出了流体机械内部流动的失稳规律及失稳的控制方法，并用数值模拟进行了验证。

（3）在脉冲爆轰发动机的燃烧和爆轰的数值模拟方面，走在国际前沿。发展了可压缩反应流体的高阶数值方法，进行了“脉冲爆轰发动机”内三维爆轰波演化的数值计算，发现了爆轰波spinning运动的物理机理。把能量梯度理论应用到爆轰中，发现了产生不同爆轰结构的物理机理，即扰动影响下总的能量梯度的时间变化所导致。波面对称的是不稳定的，以90度相位差作spinning运动的爆轰波是稳定的。也就是具有能量梯度最小的爆轰波结构是最稳定的。

（4）发展了非结构网格控制体积不可压缩粘弹流动的分布并行计算方法，对绕圆柱的粘弹流动进行了数值模拟，解释了粘弹流动中的减阻机理。发现了前后驻点附近拉伸流动产生的大压力梯度是阻力减小的主要原因。此方面的论文得到了国内外学者的大量引用。 

（5）在非牛顿流体力学的数值模拟和流动物理方面，处于国际领先水平。对粘弹流动中圆柱绕流及圆球绕流后面“负尾迹”的形成机理进行了分析，提出了这个现象的新的准测。并从理论上及数值结果上指出了文献中若干著名学者提出的所有准则都是错误的。后来国外学者，经过大量的实验证明，在若干准则中，只有Dou and Phan-Thien准则才是正确的（见PHYSCS FLUIDS, 2009，Vol 21, No 3）。

（6）进行了三维控制体积并行计算方法和粘弹流动的数值模拟，提出了提高并行效率的策略和方法。在不可压缩全三维粘弹流动的分布并行计算中本人提出了优化选择的并行战略，经算例证明，此算法提高了运算效率。并指出在分块时所有块应尽量成正方体以使边界迭加点数最少。在同样网格点数下，非并行的算法，三维问题比二维问题收敛快。在同样网格点数下，并行的算法，三维问题比二维问题收敛慢。也就是说，二维问题在并行时有优势，这个发现是属首次提出。

（7）首次用LEVEL SET方法对时间决定的纤维悬浮液的自由面流动，进行了模拟。得到了纤维取向与材料的参数关系。本人首次把此方法应用到纤维悬浮液流动的界面并行模拟中。对纤维特性对流动的影响进行了深入研究。发现纤维使近壁流动应力减小速度加快，这样使界面产生了复杂的形状。随纤维浓度增大，和Re数的变化，流动更加复杂。这个复杂的界面形状对塑注产品的强度性能有很大影响。计算结果与实验取得了良好的一致。 

(8) 把能量梯度理论用于自然对流的传热问题，发现能量梯度理论能很好的预测自然对流的稳定性问题，此方法的预测结果与基于怒塞尔数的方法得到了良好的一致性。