Компютърни модели с голяма размерност. Методи за числено решаване на диференциални уравнения: метод на крайните разлики; метод на крайните елементи - конформни и неконформни елементи; смесен метод на крайните елементи; прекъснат метод на Гальоркин.
Високопроизводителни компютърни архитектури и алгоритми. Методи и алгоритми използващи бързо преобразование на Фурие. Паралелни методи и алгоритми: алгоритми и софтуерни средства за разделяне на областта на подобласти; алгоритми и софтуерни средства за блочно представяне на разредени матрици. Програмна реализация на паралелни алгоритми.
Изчислителна линейна алгебра. Итерационни методи за системи с разредени матрици. Високопроизводителни методи и алгоритми за преобуславяне: многонивови методи; методи на разделяне на областта на подобласти; методи използващи блочна факторизация.
Приложения в науката, техниката и екологията. Компютърно и суперкомпютърно моделиране на: пренос на маса и топлина; електростатика; магнитостатика; течения в пореста среда; биомедицински приложения; модели на литиево-йонни батерии; пренос на замърсители; микроструктура на композитни материали и др.