學院李秋實教授參與美國麻省理工學院Greitzer教授領導的“多級壓氣機失速預測”研究團隊，在美期間與MIT研究團隊一起發展出能夠獲得“失速後流場”的簡潔途徑和新方法。在此基礎上，雙方從2008年開始進一步開展了“處理機匣流動機理”的合作研究。2010年9月Greitzer教授訪問北航期間，雙方還将深化交流與合作，擴展國際化的聯合科研團隊，為中國的商用飛機發動機的基礎研究項目服務。
陸利蓬教授和法國中央理工大學的Francis Leboeuf教授正在進行“角區分離機理”的研究工作，已經在裡昂理工大學的流體和聲學實驗室完成了部分試驗工作，在數值模拟方面北航方面已經成功發展了改進湍流模型的方法，為進一步的深入研究打下了基礎。孫曉峰教授等與法國法國中央理工大學的Julian Scott教授拟定了關于“壓氣機穩定性”的具體合作研究計劃，并開始了初步的研究工作。
丁水汀教授和徐國強教授與英國帝國理工學院、巴斯大學和蘇薩克斯大學的Peter Childs教授、Mike Owen教授、Naser Sayma教授、Gary Lock教授等制定了渦輪旋轉盤腔内流動與換熱研究的科研合作計劃。計劃與美國普度大學航空航天學院合作共建北航-普渡新能源技術基礎研究聯合實驗室。
林宇震教授和美國康涅狄格大學的C J Sung教授根據雙方制定的研究方案完成了超臨界燃油噴射到常溫常壓環境中的噴射特性實驗研究，旋轉氣流燃燒基礎理論中的火焰穩定方式實驗研究和氣助霧化兩相流噴射入亞音速橫向氣流中實驗研究。并與美國普渡大學燃燒學實驗室合作共建北航-普渡燃燒基礎研究聯合實驗室，已經簽署正式協議。
李曉東教授與法國中央理工大學裡昂分校和美國波音公司相關研究學者合作開展了航空發動機氣動聲學方面的研究工作，多名在氣動聲學有影響力的專家以及國外大學的在讀博士生到北航動力學院從事合作研究。
闫曉軍教授與加州大學berkeley分校的BSAC（berkeley傳感器和驅動器研究中心）開展了合作研究，在微小驅動器的工藝和理論設計方面取得了較大進展。雙方在微小和納米技術方面的合作，促進和提高了動力學院在微小尺度機械系統方面的研究能力。
在太陽能研究方面，楊曉奕與英國牛津大學皇家院士Peter. P. Edward合作完成了英國皇家工程院資助的太陽能光水解制氫研究，并制定了進一步在此領域繼續合作的計劃。同時，與英國利茲大學的丁玉龍教授拟定了關于“太陽能光熱光電聯合應用技術”的具體合作研究計劃，并開始了初步的研究工作。
在航空替代燃料方面，陸利蓬教授、楊曉奕教授和英國蘇薩克斯大學拟定了關于“航空替代燃料燃燒技術”的具體合作研究計劃,并開始了初步的研究工作。更進一步，學院還與英國蘇薩克斯大學合作商讨動力學院新能源技術中心建設，确定高溫氧化物燃料電池發展方向，現在已經形成完整的高溫氧化物燃料電池試驗台建設計劃方案。
2011年4月，馬宏偉教授與法國裡昂中央理工大學、法國科學中心聯合申請中國國家自然科學基金委-法國科學署重大國際合作項目“葉輪機械内複雜流動的先進實驗與數值模拟研究”獲得批準，是從中法55個合作課題中優選出的12個項目之一，這是北航首次獲得國家級的中法國際合作項目。
