1. 飞行器机构与结构设计与分析

先进飞行器结构设计与分析，多体系统动力学与控制；机器人及空间机构动力学与控制，人工智能与复杂系统动力学建模；飞行器轨道和姿态一体化控制和优化等。

2. 燃烧学

层流与湍流燃烧，空天动力燃烧过程与动力装置燃烧过程，常规与特殊燃料燃烧特性，极端条件和特殊条件下的燃烧过程，新型燃烧技术，绿色燃料合成与转化，能源利用中的安全问题，燃烧数值模拟与诊断，燃烧学与人工智能、材料科学、空间科学、催化科学、电学等领域的交叉等。

3. 飞行器设计

下一代新型飞行器的空气动力学、控制、推进一体化设计问题。研究内容包括下一代高超飞行器的气动特性预测；混合动力推进和全电推进的飞行器；复杂系统的面向控制建模；飞行器轨道和姿态一体化控制和优化等。

4. 空气动力学

针对高超声速和民机的空气动力学性能开展研究，具体包括试验系统研制、空气动力学试验技术发展，可压缩和不可压缩湍流流动理论问题和数值模拟，下一代高超飞行器的湍流与边界层转捩理论、边界层和发动机内流湍流模型研究，民机空气动力学计算软件研制，民机气动布局的气动、噪声、排放预测，民机气动布局的优化设计方法、高精度数值模拟以及可压缩湍流的混合和粒子输运、多相流研究，以及旋翼设备的气动与噪声，空间磁流体和等离子体等。

5. 推进技术

推进系统中的湍流、燃烧、噪声和控制问题。研究内容包括航空发动机叶轮机械内流，旋转部件湍流、传热和噪声研究，燃烧室燃烧和喷流噪声，发动机涡轮和压气机的气动和传热；航空用分布式推进系统，低空飞行器动力系统、可替代燃料稀薄燃烧，发动机相关的流动稳定性，传统与新型水下推进系统与航行体的流动噪声，面向控制的复杂系统建模等科学问题。