围绕燃煤CO2捕集和可吸入颗粒物(PM)控制展开基础研究，主要从事化学链燃烧、富氧燃烧、颗粒动力学等方面的研究工作，在颗粒间相互作用模型及颗粒群平衡随机模拟、气固两相流格子Boltzmann概率模型及燃煤可吸入颗粒物沉积规律、CCS系统环境热经济学理论和煤基化学链燃烧新型氧载体热化学反应规律等方面取得了若干研究成果。
在本领域国际权威期刊Fuel(3篇)、Energy & Fuels(5篇)、Journal of Computational Physics(3篇)、Powder Technology(4篇)等共发表SCI收录论文40余篇，被国内外同行引用500余次(其中SCI他引200余次)，EI收录论文90余篇，出版1部中文专著(科学出版社)，申请发明专利10项(其中4项获授权)。获德国洪堡学者、霍英东教育基金会、教育部新世纪优秀人才、以及全国优秀博士学位论文提名奖、教育部自然科学一等奖等奖励。
担任国际学术期刊《Energy Science and Technology》和《建模与仿真》编辑委员会成员，在国际学术会议进行7次邀请报告，担任Environmental Science & Technology、Proceeding of the Combustion Institute、Journal of Computational Physics等40余个国内外学术期刊的审稿专家，与美、德、英、澳等国10余位国际同行开展了实质性合作研究。

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