学院李秋实教授参与美国麻省理工学院Greitzer教授领导的“多级压气机失速预测”研究团队，在美期间与MIT研究团队一起发展出能够获得“失速后流场”的简洁途径和新方法。在此基础上，双方从2008年开始进一步开展了“处理机匣流动机理”的合作研究。2010年9月Greitzer教授访问北航期间，双方还将深化交流与合作，扩展国际化的联合科研团队，为中国的商用飞机发动机的基础研究项目服务。
陆利蓬教授和法国中央理工大学的Francis Leboeuf教授正在进行“角区分离机理”的研究工作，已经在里昂理工大学的流体和声学实验室完成了部分试验工作，在数值模拟方面北航方面已经成功发展了改进湍流模型的方法，为进一步的深入研究打下了基础。孙晓峰教授等与法国法国中央理工大学的Julian Scott教授拟定了关于“压气机稳定性”的具体合作研究计划，并开始了初步的研究工作。
丁水汀教授和徐国强教授与英国帝国理工学院、巴斯大学和苏萨克斯大学的Peter Childs教授、Mike Owen教授、Naser Sayma教授、Gary Lock教授等制定了涡轮旋转盘腔内流动与换热研究的科研合作计划。计划与美国普度大学航空航天学院合作共建北航-普渡新能源技术基础研究联合实验室。
林宇震教授和美国康涅狄格大学的C J Sung教授根据双方制定的研究方案完成了超临界燃油喷射到常温常压环境中的喷射特性实验研究，旋转气流燃烧基础理论中的火焰稳定方式实验研究和气助雾化两相流喷射入亚音速横向气流中实验研究。并与美国普渡大学燃烧学实验室合作共建北航-普渡燃烧基础研究联合实验室，已经签署正式协议。
李晓东教授与法国中央理工大学里昂分校和美国波音公司相关研究学者合作开展了航空发动机气动声学方面的研究工作，多名在气动声学有影响力的专家以及国外大学的在读博士生到北航动力学院从事合作研究。
闫晓军教授与加州大学berkeley分校的BSAC（berkeley传感器和驱动器研究中心）开展了合作研究，在微小驱动器的工艺和理论设计方面取得了较大进展。双方在微小和纳米技术方面的合作，促进和提高了动力学院在微小尺度机械系统方面的研究能力。
在太阳能研究方面，杨晓奕与英国牛津大学皇家院士Peter. P. Edward合作完成了英国皇家工程院资助的太阳能光水解制氢研究，并制定了进一步在此领域继续合作的计划。同时，与英国利兹大学的丁玉龙教授拟定了关于“太阳能光热光电联合应用技术”的具体合作研究计划，并开始了初步的研究工作。
在航空替代燃料方面，陆利蓬教授、杨晓奕教授和英国苏萨克斯大学拟定了关于“航空替代燃料燃烧技术”的具体合作研究计划,并开始了初步的研究工作。更进一步，学院还与英国苏萨克斯大学合作商讨动力学院新能源技术中心建设，确定高温氧化物燃料电池发展方向，现在已经形成完整的高温氧化物燃料电池试验台建设计划方案。
2011年4月，马宏伟教授与法国里昂中央理工大学、法国科学中心联合申请中国国家自然科学基金委-法国科学署重大国际合作项目“叶轮机械内复杂流动的先进实验与数值模拟研究”获得批准，是从中法55个合作课题中优选出的12个项目之一，这是北航首次获得国家级的中法国际合作项目。
