基于量子机制的第一性原理计算，强调理论模拟与试验相结合的思路

金属材料动态再结晶的微观机制与建模；先进钢铁材料中的固态相变研究与材料设计；基于微观组织的介观尺度材料计算

同步辐射X-射线凝固原位观察；定量相场模拟 自适应有限元大规模并行计算应用；多尺度、多场耦合模拟；凝固组织演化研究；凝固偏析研究

钢中宏观偏析形成的数值模拟与实验研究；钢中宏观凝固缺陷形成的多物理场模拟仿真 ；特殊钢铸锻一体化过程的工艺研究与数值仿真