Základný a aplikovaný výskum oddelenia sa sústreďuje do nasledovných oblastí:

• Modely, princípy, výpočtové metódy a postupy pre počítačovú simuláciu požiarov v rôznych prostrediach
• Počítačová simulácia požiarov v cestných tuneloch
  • experimentálne skúmanie priebehu požiaru a šírenia dymu v tuneli: veľkorozmerné dymové skúšky v reálnych diaľničných tuneloch s meraním fyzikálnych veličín
  • počítačová simulácia testovaných scenárov požiaru zahŕňajúca činnosť bezpečnostných systémov ochrany tunela a jej validácia: priebeh požiaru, šírenie a stratifikácia dymu a pod.
  • počítačové modelovanie evakuácie v tuneli v podmienkach požiaru
  • vizualizácia priebehu požiaru v tuneli založená na počítačovej simulácii požiaru pre potreby zvýšenia pripravenosti operátorov riadenia tunelov v SR; vizualizácie sa stali súčasťou Simulátora riadenia tunelov na Žilinskej univerzite v Žiline využívaného na školenie a testovanie operátorov riadenia tunelov
• Počítačová simulácia požiarov a ich dôsledkov v rôznych typoch objektov
  • počítačová simulácia priebehu požiaru a evakuácie v objektoch so zvýšenou koncentráciou návštevníkov: požiar v kinosále a pod.
  • počítačová simulácia priebehu požiaru v objektoch so zvýšenými nárokmi na požiarnu bezpečnosť: požiar v cestnom tuneli, požiar garáži, požiar vo výrobnej hale a pod.
• Počítačová simulácia požiarov osobných motorových vozidiel
  • experimentálne testy priebehu požiarov automobilov a preskoku požiaru na susedné autá v otvorenom a v uzavretom priestore
  • počítačová simulácia priebehu požiaru automobilov a preskoku požiaru na susedné autá v otvorenom a uzavretom priestore vytvorená na základe údajov získaných z experimentov
  • počítačová simulácia šírenia dymu počas požiaru automobilov v objektoch dopravnej infraštruktúry: požiar v garáži, požiar v cestnom tuneli
• Počítačové modelovanie požiarov v prírodnom prostredí (lesné požiare a požiare v intraviláne)
  • matematické základy modelu šírenia požiaru
  • použitie programových systémov založených na fyzikálnych modeloch požiaru na modelovanie požiaru vegetácie
  • použitie programových systémov založených na semi-empirických modeloch požiaru a databáz umožňujúcich modelovať postup línie požiaru v danom trojrozmernom prostredí pri danom teréne a podmienkach
• Využitie vysokovýkonnej výpočtovej infraštruktúry pre počítačovú simuláciu požiarov
  • paralelizácia výpočtu a jej vplyv na efektívnosť a presnosť simulácie
  • efektívna realizácia počítačovej simulácie požiarov na klastri počítačov
• Teória efektívnych algoritmov pre výpočet diskrétnych sinusoidálnych unitárnych transformácií a kosínusovo/sínusovo modulovaných sústav filtrov s perfektnou rekonštrukciou
  • diskrétne sinusoidálne unitárne transformácie: zovšeobecnená diskrétna Fourierova transformácia (GDFT), zovšeobecnená diskrétna Hartleyho transformácia (GDHT) alebo ekvivalentne zovšeobecnená diskrétna W transformácia (GDWT), diskrétne kosínusové a sínusové transformácie (DCTs/DSTs) známe tiež ako diskrétne trigonometrické transformácie: všeobecné matematické vlastnosti, efektívne algoritmy pre ich výpočet, maticové faktorizácie a celočíselné aproximácie pre ich efektívnu implementáciu v bezstratovom transformačnom kódovaní signálov
  • kosínusovo a sínusovo modulované sústavy filtrov s perfektnou rekonštrukciou: modifikované diskrétne kosínusové/sínusové transformácie (MDCTs/MDSTs) alebo ekvivalentne modulované prekryvné transformácie (MLTs), a modulovaná komplexná prekryvná transformácia (MCLT): všeobecné matematické vlastnosti, efektívne algoritmy, maticové faktorizácie a celočíselné aproximácie pre ich efektívnu implementáciu v bezstratovom transformačnom alebo subpásmovom kódovaní audio signálov