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他较长期进行国际前沿的核心数学中几何分析领域的研究。特别地，他较专注在几何热流的研究当中，在实Ricci流和复Kähler-Ricci流均作出了若干重要贡献。 朱熹平的工作特色在于利用几何热流作为工具解决微分几何和复几何当中的公开问题和猜测，他对于描述高维单值化问题的Greene-伍鸿熙-丘成桐猜测取得了突破性进展, 并且彻底地解决了关于复流形上全纯函数维数估计的著名丘成桐猜测。他对低维流形的几何化方面也作出了重要贡献。