1.滴状冷凝和膜状冷凝强化研究：
采用格子-玻尔兹曼方法（LBM）和分子动力学方法从冷凝表面较为本质的微观角度去模拟工质热质交换的界面行为，并且对工质换热的因素去分析冷凝方式，通过改变表面过冷度、表面微观结构以及增加超疏水涂料等强化膜状冷凝以及滴状冷凝，并且后续对以下三个方面进行研究：
1.初始液滴状态（渗入深度）对合并液滴弹跳高度的影响—渗入的深度影响合并前后释放的表面自由能；
2.定尺寸液滴的渗入深度对冷凝液滴合并弹跳转换效率的影响；
3.不同尺寸下冷凝液滴的临界弹跳尺寸与渗入深度的关系；
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| 过冷度对临界成核半径和成核密度的影响 | | 亚稳定Cassie态液滴的合并弹跳示意图 |
2.空间冷凝过程强化及微重力下液膜非稳定性研究：
1.冷凝界面热质扩散机理研究：建立空间冷凝过程界面行为的模型，在不同环境条件下对冷凝过程进行数值模拟，分析蒸汽剪切作用、表面张力、毛细力、表面结构、液膜非稳定性等因素对空间冷凝过程的影响；
2.微重力下液膜非稳定研究：通过高速CCD、光学干涉测量、显微观测、红外测温等手段实现对空间冷凝过程相变界面的实验观测，并观测冷凝台上冷凝液膜形成、增长和流动的相变传热现象和从冷凝微液滴向液膜转换的现象，研究空间中冷凝表面特征、流体物性、重力等对液膜厚度、液膜流动速度和温度分布、液膜稳定性的影响，获得各因素对液膜流动稳定性的作用规律；
3.冷凝表面强化研究：对冷凝表面进行处理，改变微/纳表面结构，对强化表面的超疏水液滴行为进行研究。
冷凝液膜非稳定性仿真研究
结构表面蒸汽冷凝传热强化仿真研究
3.常微重力环境下流体传热研究-池沸腾
简介：课题组开展地面常重力和落塔短时微重力池沸腾实验，采用高速摄像仪观测微孔尺度下的池沸腾过程中气泡生成、生长、合并和脱离现象，重点研究不同重力情况下泡沫金属微观结构对于池沸腾相变过程中传热传质耦合过程的影响机理。研究结果得出微重力环境相同热流下，泡沫金属表面比光滑铜表面换热系数提升86.1%，超亲水表面比未处理表面换热系数提升12.9%，并揭示了不同重力条件下泡沫金属池沸腾传热的气泡动力学行为和相变传热特性，为泡沫金属在航空航天等多种场合的应用提供理论支撑和技术方法。
创新点：
1、微重力条件下池沸腾相变传热及气液相变界面非稳定性动态演化过程中,多孔泡沫金属结构参数的孔隙尺度效应及毛细作用效应；
2、微重力效应对于泡沫金属内池沸腾相变传热、流体流动、界面迁移、以及微孔结构间热力学与动力学耦合输运过程的影响；
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微重力条件下泡沫金属表面的气泡行为
4.弯曲变截面微通道剪切流动的数值模拟
随着制造工艺的发展，各种仪器设备的尺寸越来越小，对于微通道的研究具有十分重要的意义。迄今为止，已有大量的国内外学者展开了相关研究，但主要的工作还是针对于通道形状简单规则的低速微流动。为此本课题基于介观的格子玻尔兹曼方法（LBM），采用贴体网格并结合滑移边界，模拟了弯曲变截面微通道内的高速剪切微流动。较好地捕捉了滑移区和过渡区的边界滑移现象，并得到了速度和压力分布规律。
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