学科交叉是现代科学技术尤其是工程科学发展的趋势，是科研创新的源泉。团队积极探索多学科交叉融合的有效途径，努力推动机械工程、环境科学与工程、动力工程及工程热物理、石油天然气工程等学科的交叉融合。自“十四五”以来，团队聚焦绿色低碳现代产业体系发展和“减污降碳协同增效”需求，重点围绕以含油污水为代表的工业水处理与回用、油气储运工程领域的集输生产与环境安全保障、基于微纳米流体的环保过程强化技术与设备、基于高频脉冲电场等物理场的复杂流体绿色高效分离、节能环保设备的数字化设计研发、节能环保领域流动或传质特性的测试分析等，开展应用基础研究、产品创新研发和技术转化推广工作。

　　（1）以含油污水为代表的工业水处理与回用。结合石油石化工业等具体场景需求，开展含油污水高效除油技术研究，具体分为紧凑型超重力分离、紧凑型气浮分离、动态膜分离三大类技术。紧凑型超重力分离技术侧重于低剪切动态旋流分离器、轴向入口静态水力旋流器、微细气泡增强型水力旋流器、错流过滤水力旋流器、动态的自主研发和工程应用；紧凑型气浮分离技术侧重于紧凑型气旋浮装置（CFU）、立式高效浅层气浮装置的自主设计研发和应用拓展，目前已应用于油田采出水处理、原油电脱盐切水预处理、炼化污水装置化和密闭化除油预处理等，还可拓展用于非常规油气（页岩气/煤层气/页岩油）开采污水、洗井污水、油轮压舱水/油罐清洗水处理等。基于与其他理化作用的协同效应，设计研发电絮凝与紧凑型气浮一体化的聚驱采出水处理技术与设备、臭氧氧化与紧凑型气浮一体化的低浊度地表水/含藻地表水/黑臭水体处理用技术与设备、旋转错流式陶瓷膜分离（Dynamic Cross -flow Filtration）系统等。

　　（2）油气储运工程领域的集输生产与环境安全保障。基于管式气液分离器、管式预分水器、管式油水分离器等，设计研发适用于深水油田、边际油田的紧凑型油气集输处理设备以及适用于“双高”开发阶段油田的短流程集输处理设备等；密切关注水下生产系统用油气水分离、海水处理技术与设备、二氧化碳分离技术与设备，如立式气液分离器、双管式油水分离器、管式段塞流捕集器、海洋水合物开采用高效立式多相分离器等。根据用户需求，设计研发FPSO储液舱/地面储罐/埋地油罐的机械清洗、喷射式搅拌混合均质化（防沉积）、轻质油品挥发性油气回收、车载加油油气回收（ORVR）、FPSO储液舱/三相分离器晃荡分析与防晃、全电动节流阀等技术与设备。

　　（3）基于微纳米流体的环保过程强化技术与设备。围绕多相泵、微孔介质、溶气释放、旋流剪切、静态混合等微细气泡发生技术的研究已逾十年，逐步引发了对微纳米流体的高效发生、特性表征、气液两相流动机理以及流动控制类问题的研究兴趣。“十三五”以来，在微纳米液滴界面强化过程反应方面，主要涉及管式甘醇法天然气脱水/脱硫/脱碳、二氧化碳吸收捕集等；在气液接触强化传质方面，主要涉及基于静态混合器+旋流剪切+文丘里效应等协同作用的高通量管式微细气泡发生器、基于射流强化协同作用的高效溶气设备等；在微纳米气泡界面强化污染控制方面，主要涉及水质改性（增氧/脱氧/脱酸）、臭氧高级氧化、下向流气体接触器（DGC）碳捕集、挥发性有机气体（VOCs）净化、污泥减量化等，同时实现相应处理工艺流程的升级或再造。此外，基于对液体颗粒剪切分散或聚结长大机理的认识深化，自主设计研发新型高效的混合反应或流动控制设备，如低剪切节流阀、低剪切离心泵、高效均质混合阀、管式可调混合器、药剂或热蒸汽注入用新型静态混合器等。

　　（4）基于高频脉冲电场等物理场的复杂流体绿色高效分离。基于微观尺度上对油水两相体系重力沉降作用机制、电场作用下分散相液滴变形-运动-聚结（并）机理的理论或实验研究，在自主设计研发高频/高压脉冲交流电源代替常规工频/高压交流电源的同时，配套设计研发电场强化型三相分离器、电场强化型油水分离器、电场强化高效浅层重力沉降罐、原油电脱水（盐）器、管式电场破乳器、管式电场破乳分离器等，实现油井采出液高效预分水、原油乳化液高效沉降脱水、原油电脱水（盐）、老化油/重污油回收、页岩油脱水、罐区原油品质管理等过程的绿色化和高效化，降低加热能耗和化学药剂用量，助力提质降本增效，减少碳排放；充分发挥高频/低压脉冲电场和浅层沉降等协同作用，自主设计研发稠油聚驱采出水、压裂返排液等高乳化含油污水处理技术与设备。与此同时，关注微波、超声波在污泥减量化、原油降凝降黏、污水净化等领域的应用基础研究，突出动态连续、碳减排特征。

　　（5）节能环保设备的数字化设计研发。采用MSC.Marc、ANSYS Fluent、ANSYS Maxwell、COMSOL Multiphysics、UG NX或Pro-E等计算机辅助工程（CAE）软件，进行新型环保设备或能源工程装备的创新研发，如污水预处理用新型机械格栅除污机、涡流沉砂池、浅层除砂器，高通量紧凑型曝气增氧设备，油水聚结过滤器、天然气过滤器、动态砂滤器，污泥搅拌混合设备、污泥脱水设备、污泥干化设备、污泥管式高效加热设备、螺旋流浅层沉降浓缩脱水设备，（海水淡化-海水除藻-海水制氢用）高效气浮预处理设备，机械清洗用三维旋转喷头、喷射式混合搅拌器，碟式离心机，全位置管道焊接机器人，无潜式遥操作水下作业设备等。围绕智能装备制造业不可或缺的核心机械基础零部件，开展机械学尤其是应用摩擦学应用研究，如非标滚动轴承（空心滚子）、非标滑动轴承（变曲率）、流体动压径向密封、金属端面密封等接触摩擦副的性能分析与改进研究，摩擦叠焊、摩擦堆焊等材料固相成形技术。

　　（6）节能环保领域流动或传质特性的测试分析。如基于激光粒度仪(英国Malvern公司Mastersizer 2000/3000、美国Microtrac公司S3500、日本岛津公司SALD-2300、英国Malvern公司Sypraytec喷雾粒度仪)，德国Palas公司Welas digital 3000气溶胶粒径谱仪，瑞士METTLER TOLEDO公司聚焦光束反射测量仪(FBRM)和实时颗粒图像测量仪(PVM)的分散相粒径分布在线观测；基于丹麦Dantec Dynamics公司相位多普勒激光粒子动态分析仪（PDA）、德国HZDR Innovation公司多相流测量用金属丝网传感器WMS（Wire-Mesh Sensor，WMS）系统、丹麦Dantec Dynamic公司高精度立体Micro-PIV等的速度场/浓度场观测；基于多重光散射仪/稳定性分析仪(法国Formulaction公司Turbiscan LAB Expert)、英国Industrial Tomography Systems公司P2+高精度电阻层析成像仪的乳化液稳定性评价和破乳剂/乳化剂筛选，开展油水乳化液静态/动态破乳特性测试评价，揭示W/O型油水乳化液静置沉降分离过程中的相层分布变化规律（密相区）；基于奥地利Anton Paar公司MCR302电流变仪，开展复杂流体流变学特性测试评价等。