本學科方向主要研究大型工程問題的數學描述、抽象、建模；各類工程問題數學模型的數值計算，特別是石油工程中的相關數值計算，含優化控制數值計算、微分方程數值解、矩陣計算、并行計算、隨機模擬計算等。
隨著現代數學方法與計算機技術的發展，數學模擬與計算機仿真在油氣田開發模擬中越來越重要，油氣藏數值模擬技術不僅在各類油氣藏開發中得到廣泛的應用，而且已經成為油氣田開發過程中的一個必需的環節。油氣田開發過程是一個十分復雜的大系統運行過程，它包含了若干個子系統，隨著開發過程的進行，特別是在進入中后期開發的油氣田中，數據信息爆炸式增長，使得信息分析與處理技術有了十分廣闊的應用背景，它們是數字化油氣田建設必備的基礎。
石油工程中的大量數學問題，如多相流的數學描述，鉆井工程中的力學問題，各類開發及工藝方案的優化設計等，用解析方法研究非常困難，必須采用數值計算方法實現。近年來，該方向教師主要進行了如下研究：
自2005年以來，本方向教師對工程計算理論及其在石油天然氣工程中的應用進行了深入研究。在“Physica Scripta”、“Journal Of Macromolecular Science Part A：Pure And Applied Chemistry”、“SPE”、“計算物理”和“計算力學學報”等國內外刊物發表學術論文50余篇，其中SCI、EI收錄20余篇；出版專著3本；承擔了國家、省部級項目及橫向協作項目20余項，科研經費900多萬。
