本学科方向主要研究大型工程问题的数学描述、抽象、建模；各类工程问题数学模型的数值计算，特别是石油工程中的相关数值计算，含优化控制数值计算、微分方程数值解、矩阵计算、并行计算、随机模拟计算等。
随着现代数学方法与计算机技术的发展，数学模拟与计算机仿真在油气田开发模拟中越来越重要，油气藏数值模拟技术不仅在各类油气藏开发中得到广泛的应用，而且已经成为油气田开发过程中的一个必需的环节。油气田开发过程是一个十分复杂的大系统运行过程，它包含了若干个子系统，随着开发过程的进行，特别是在进入中后期开发的油气田中，数据信息爆炸式增长，使得信息分析与处理技术有了十分广阔的应用背景，它们是数字化油气田建设必备的基础。
石油工程中的大量数学问题，如多相流的数学描述，钻井工程中的力学问题，各类开发及工艺方案的优化设计等，用解析方法研究非常困难，必须采用数值计算方法实现。近年来，该方向教师主要进行了如下研究：
自2005年以来，本方向教师对工程计算理论及其在石油天然气工程中的应用进行了深入研究。在“Physica Scripta”、“Journal Of Macromolecular Science Part A：Pure And Applied Chemistry”、“SPE”、“计算物理”和“计算力学学报”等国内外刊物发表学术论文50余篇，其中SCI、EI收录20余篇；出版专著3本；承担了国家、省部级项目及横向协作项目20余项，科研经费900多万。
