在工作后，张杰面临如何确立自己研究方向的问题，两位托举导师倪明玖教授和申胜平教授给出了重要建议。倪明玖教授建议继续围绕托卡马克装置中重要的磁流体基础问题开展研究，一方面有重要的应用背景，另一方面有基础科学价值。申胜平教授认为已有的工作很有特色，建议在已有的工作基础上深入挖掘，在小领域内做出好的成绩。

在两位导师的勉励下，张杰围绕托卡马克装置中和磁流体力学密切相关的两个主要部件，液态偏滤器和液态包层开展了研究。液态偏滤器通过表面锂膜流动带走等离子体反应的杂质，可以防止靶板被高热负荷等离子体烧蚀，但工程应用的主要问题是磁场下铺展性差，流动不稳定。

张杰通过理论研究得到了液态金属在磁场下铺展的理论标度律公式，获得了磁场对液态金属铺展的定量影响，揭示了磁场抑制作用的物理机制。同时他也围绕液态包层中的气泡运动问题开展了数值模拟研究，得到了磁场对气泡运动的调控规律，揭示了磁场控制自由界面演化的物理机制。上述研究成果主要在J. Fluid Mech., Phys. Rev. Fluids等流体力学权威期刊发表，同时针对和偏滤器相关的磁两相流问题，例如模拟接触线滑移和汽液蒸发等发展了数值算法，相关的结果发表在计算流体力学主流期刊J. Comput. Phys.上。

托卡马克装置中液态偏滤器和液态包层设计的主要问题之一就是对MHD效应的理解和掌握，里面有丰富的流体力学内涵，磁场对流场演化的影响是湍流、涡动力学领域的重要研究方向，对理解流场的调控机制非常重要。例如包层内的液态金属流动涉及到强磁场、高温、强湍流等极端环境，相关的研究极具挑战性，先进的实验技术和精细的数值模拟能力是理解包层内传热传质的重要手段。

张杰感觉自己比较幸运，可以找到一个既有很强的工程研究背景，又有基础科学研究价值的方向，能做一些有特色的工作。