يتمتع أعضاء هيئة التدريس في الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء الجوي باهتمام وخبرة خاصة في خمسة مجالات رئيسية: الديناميكيات والضوابط؛ ديناميات السوائل والدفع؛ ميكانيكا المواد والهياكل. الأنظمة والتصميم؛ والعلوم الحرارية والنقل.
يغطي البحث في الديناميكيات والضوابط مجالًا واسعًا متعدد التخصصات من النظرية والتطبيقات العملية. الهدف العام هو نمذجة وتحليل وتنظيم سلوك الأنظمة الديناميكية في ظل وجود أخطاء النمذجة والاضطرابات والاضطرابات، مع ضمان مستوى من المثالية في تنفيذ الهدف المنشود. يتم طرح تحديات إضافية عندما يتم تنفيذ المهمة بواسطة مجموعة من الأنظمة المستقلة بطريقة موزعة ولا مركزية. يعد تقدير المعلمات والتعلم أثناء تنفيذ المهام المعينة طبقة أخرى من القدرات المتزايدة القوة التي أصبحت متاحة مع التقنيات الجديدة وتوافر الموارد الحسابية. تشمل مجالات الاهتمام المحددة نظرية التحكم والخوارزميات، والأنظمة المستقلة والموزعة، وأنظمة الملاحة والطيران، والتعلم الآلي.
تشتمل منطقة ديناميكيات الموائع والدفع على التدفقات المضطربة غير القابلة للضغط والانضغاط، والتدفقات متعددة الأطوار، والتدفقات المتفاعلة كيميائيًا وغيرها من التدفقات غير المتوازنة، والآلات التوربينية، والرشاشات الكهربائية، والمرونة الهوائية، وتحسين الديناميكا الهوائية، والصوتيات الجوية. تشمل الأساليب الحسابية المحاكاة العددية المباشرة ومحاكاة الدوامة الكبيرة؛ وتشمل المختبرات أنفاق الرياح، وغرف كاتمة للصدى، ومرافق الطائرات النفاثة عالية السرعة. تشمل مجالات الاهتمام المحددة ما يلي: الصوتيات الجوية؛ المرونة الهوائية. التدفقات الطبية الحيوية؛ نظرية الاحتراق ديناميكا الموائع الحسابية؛ الرشاشات الكهربائية؛ الدفع النفاث والصواريخ. تدفق متعدد المراحل والآلات التوربينية.
يركز مجال ميكانيكا المواد والهياكل على الأساليب النظرية والحسابية والتجريبية التي تساهم في الفهم الأساسي والرؤية الجديدة لخصائص وسلوك المواد والهياكل. تشمل مجالات الاهتمام الميكانيكا الصلبة النانوية والجزئية، ونمذجة وتصميم الهياكل والمواد خفيفة الوزن، وآليات التشوه والفشل، والهياكل الذكية والمتحولة، وتقدير كمية عدم اليقين وانتشارها، والتوليف الهيكلي والتحسين، وتطبيقات التعلم الآلي في تصميم المواد و النمذجة. ينصب تركيز الجهود البحثية على التنبؤ وتعزيز الصلابة، وتغير الشكل، والاستقرار، وتحمل الضرر، وقابلية التصنيع، وتكاليف دورة الحياة المثلى، والتكيف الذاتي للمواد والهياكل.
تعد الأنظمة والتصميم مجالًا تخصصيًا واسعًا يتضمن تطوير منهجيات لمعالجة مشكلات تتراوح من تحديد حجم وشكل المكونات اللازمة لمواصفات القوة والحركة، إلى توصيف الأداء من حيث معلمات التصميم والتكلفة والتعقيد. تشمل التطبيقات الأجهزة الدقيقة؛ الميكانيكا الحيوية. تلوث الهواء؛ تصنيع؛ وأنظمة السيارات والفضاء. وتشمل مجالات الاهتمام المحددة ما يلي: تصميم الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) والتحكم فيها؛ تكامل نظم المعلومات الآلية؛ التصميم بمساعدة الحاسوب؛ الروبوتات بما في ذلك الروبوتات الدقيقة؛ الميكانيكا الحيوية. MEMS الكربونية والمغناطيسية؛ السوائل المعتمدة على الأقراص المضغوطة؛ إعادة التأهيل والأطراف الصناعية والهياكل الخارجية؛ حركيات الحركة المكانية. تصميم الأنظمة الميكانيكية. نمذجة تلوث الهواء العالمي؛ وأنظمة الطيران.
يشمل مجال العلوم الحرارية والنقل توليد الطاقة وحصادها، والتأثيرات البيئية، ونقل الحرارة. يتناول موضوع الاحتراق الآليات الكيميائية التي تحكم الاحتراق في بيئات متنوعة. تشمل أبحاث خلايا الوقود تطوير تكنولوجيا خلايا الوقود والمحركات الهجينة والأجهزة الحرارية. تغطي الأنشطة الديناميكا الحرارية لأنظمة الطاقة، والضوابط المرتبطة بأنظمة الطاقة المتقدمة وتحليل الأنظمة. ويجري تطوير الحلول الحرارية للمجالات الناشئة في مجال تكنولوجيا النانو حيث يكون التوصيل الحراري أمرًا بالغ الأهمية للأداء. وتشمل المجالات ذات الاهتمام الخاص ما يلي: الاحتراق والانبعاثات؛ تقنيات خلايا الوقود؛ أنظمة الطاقة المتقدمة. طاقة متجددة؛ انتقال الحرارة؛ الانحلال والبخاخات. حركية التفاعل؛ المواد النانوية.
تجمع الجهود البحثية في هندسة الطيران بين التخصصات من كل مجال من مجالات الدفع الخمسة نحو تصميم ونمذجة وتشغيل أنظمة الفضاء الجوي المعقدة.