本方向主要围绕强化传热与高效节能中的关键科学问题，同时针对强化传热过程流动阻力（或功耗）增加等问题，以流场和温度场相互配合的思路提出传热强化新技术，获得一系列具有自主知识产权的强化传热新结构。
 （1）换热器强化传热技术与CFD研究
 本方向主要研究换热器内部强化传热机理；包括新结构新工艺的发明与工业应用。
 应用对流换热强化的场协同理论，针对换热结构内单相层流与湍流流动换热强化的问题，将改善边界层的流动状态、增加管壁的粗糙度、插入特殊的结构等方法相结合，设计新型传热结构，在提高传热效率的同时使得阻力增加不明显。研究变截面流道内流动、扩张-收缩流动与流体脉动的强化传热机理，分析流动中速度场与温度场的耦合情况，构建强化传热效应的评价准则，开发一系列的强化传热表面，进一步拓展强化传热技术的工业应用。
 采用CFD技术对各类传热强化结构进行数值分析，建立其流动与传热的计算流动动力学模型，与实验相结合，通过分析整体与局部传热特性为开发新型高效换热结构提供理论依据。
 （2）多相流与多尺度传热的研究
 多相流动重点研究换热结构中沸腾冷凝的传热强化问题，以传热学、流体力学的基础理论为先导，通过开发新的传热结构提高沸腾冷凝传热系数，研究内部流动过程机理，考察结构尺寸、流动状态、操作条件、物性等对强化传热的影响规律，采用先进的测试手段获取内部速度场、温度场等关键参数，为开发新型高效结构换热器奠定理论基础。
 采用宏微观分区、界面耦合的方法对几何尺度跨越几个数量级的传热现象进行研究，研究多尺度下传热与流动的特点与规律，结合分层模拟、逐次深化的思想对多尺度流动传热进行数值模拟，建立其分析预测模型。
 （3）复合强化传热研究与高效换热装置研发
 运用强化传热的理论与方法，将各种强化传热技术综合应用，发展复合强化传热技术；研究流体在换热器内的流动、传热、传质、沸腾传热，多相流的特点与规律，并结合各种优化分析方法进行各种新型高效换热器的研发设计与优化；运用计算流体动力学方法，建立换热器的数值模拟方法，预测其流场温度场分布规律，为改进设计，提高效率提供依据；重点面向能源、动力、石油化工等领域，重点开展热管换热器、薄膜蒸发技术的研究，在此基础上开发高效传热传质设备以及工业节能装备，进一步拓展节能与强化传热技术的工业应用领域。