1）流体动力基础理论与设计方法：

研究复杂多相流动机理及其精细化建模，包括高压高速流体的流动机制与调控、流-固-热多场耦合理论与建模、气液两相流型转变的机理与建模、高速射流能量耗散形式与建模。突破流体动力基础件及系统创新设计关键技术，包括流体动力元件固液热多场耦合设计、极端服役性能驱动设计、多学科融合精确设计、极端工况服役性能参数设计与优化方法等；开发流体动力基础件及系统数字设计软件，包括知识图谱驱动的正向设计工具、基础件及系统可靠性稳健设计工具、多过程跨尺度数字化创新设计工具等。研制相关工业设计软件，实现“从0到1”的突破。

2）流体动力基础件：

研究极端条件（超高压、极低温、抗爆炸）流体动力基础件复杂内流道精密成型机理、空间复杂流道拓扑优化设计方法、强冲击结构界面应变自补偿与疲劳失效机理、高力重比电-机械转换器新原理、表界涂覆层键合/嵌合原理。研究过流表面污染物生成与演化规律、超纯材料与污染源理化反应微观机理、流固耦合下污染物迁徙规律及检测方法。研究表界面多场耦合效应与损伤演化规律、极端工况下可靠性评估与剩余寿命精准模型、多因素耦合下液压件故障机理、工艺-性能-寿命一体化评估理论、基于数模联动混合的液压件剩余寿命预测方法，实现典型流体动力基础件寿命及可靠性提升。

3）智能机电系统：

面向重大装备的动力学建模与优化、多源异构信息感知融合与故障诊断等需求，研究机电液系统动力学建模与优化、极端工况下可靠性评估与剩余寿命预测、多场强耦合界面微观特性动态演化、元件宏观外特性退化进程映射关系等状态监测、性能预测、先进检测与控制等的基础理论及方法。针对高性能高可靠的机电部件及基础件制造、原子级制造、生物制造、复合材料制造、机电系统集成与数字化制造等方向，研究制造过程中传热传质行为、界面调控、批量及稳定品控、在高可靠性、超大尺寸、微纳尺度与生物活性等约束条件下的制造新原理、新方法，探索成形规律。