研究方向及成果:長期從事透平機械、燃氣輪機、熱力循環、總能系統等領域的研究。在葉輪機械氣動熱力學方面，充分發展了吳忠華教授的中心流線法，在葉輪機械三維流動理論中提出了環壁約束條件。在總能系統熱分析中，建立了比較法和強調評價標準的學派，得出了壹系列全新的結論，指出了壹些權威著作的謬誤，得到了國際權威的公開認可。在理論上，給出了工程熱物理領域不同學科的幾種解析解。在國產燃氣輪機的研制中，在國際上首次發現了軸流壓氣機內環對其喘振的影響，為以後該機組及多臺國產壓氣機的調試和防喘振發揮了巨大作用。此外，解決了轉子彎曲問題，提出了新的設計計算方法。主持完成國家攀登項目1項，國家973項目1項，在國內外重要期刊發表論文400余篇。
專著出版時間圖書名稱圖書作者出版社1964平面葉柵中心流線法解析解——中心流線法的壹些發展蔡睿賢主編清華大學燃氣輪機教研組2002年熱力手冊任澤培蔡睿賢主編機械工業出版社2009年蔡睿賢文選蔡睿賢清華大學學報出版社時間文獻名稱作者期刊名稱2012中國能源基本認識、 《蔡睿賢科技導報》，(第13期)2009年熱力機械基本方程的嚴格解析解，《蔡睿賢機械工程學報》，(第3期)2009年巖石非達西滲流峰值後的壹維非穩態嚴格簡潔解析解蔡睿賢 李媛媛、蔣潤華《力學學報》(第4期)2008年理想氣體中壹維非定常熱聲流動的代數顯式解析解蔡睿賢、劉啟斌《工程熱物理學報》(第4期)2008年求解數學方程解析解的新方法:混合分離變量法蔡睿賢、劉啟斌《中國科學》(G輯)(第9期)2008年理想氣體中壹維非定常熱聲流動的代數顯式解析解蔡睿賢、劉啟斌《工程熱物理學報》(第4期)2008年。 能源動力系統應與環境相協調【蔡睿賢，金，林汝謀創新技術(第3期)2007可再生能源發展的個人見解，張國強中國科學基金環路中非定常非牛頓渦旋的代數顯式解析解(第3期)2006，茍中國科學系列G(第4期)2005分布式能源系統的思考蔡睿賢、 科技導報(第9期)2005考慮多孔介質各向異性自然對流的布林克曼模型解析解(二)、茍、中國科學系列G(第2期)2004考慮氣旋的非穩態幾何壹維流動解析解蔡睿賢工程熱物理學報(第4期)2004強化節能措施確保經濟社會可持續發展蔡睿賢、陳依群政協(第7期)2003蘇南能源發展漫談、 蔡睿賢(第8期). 2003含濕毛細管多孔介質傳熱傳質基本方程的壹組代數顯式解析解蔡睿賢，張娜機械工程學報(第6期)2003多孔介質快速幹燥過程中傳熱傳質耦合方程的代數顯式解析解蔡睿賢， 張娜工程熱物理學報(第2期)2003多孔介質中溫度和濃度梯度耦合自然對流基本方程的代數顯式解析解蔡睿賢，張娜，劉威葳自然科學進展(第8期)2002中國西部能源利用與環境保護的關鍵科學問題蔡睿賢石油知識(第2期)2002我們在確定科學研究的評價標準時應極其謹慎。 中國科學院學報，蔡睿賢(第5期)2002變熱物性非定常熱傳導方程的壹些顯式解析解蔡睿賢，張娜工程熱物理學報(第1-3期)2002柱坐標系下變熱物性非定常軸對稱熱傳導方程的解析解蔡睿賢，張娜自然科學進展(第11期)2002理想氣體非定常摩擦、傳熱和壹維流動的顯式波解析解蔡睿賢， 張娜中國科學(E輯)(No.1-3) 2002非定常理想氣體中有傳熱的壹維流動的顯式波解析解蔡睿賢，張娜中國科學，E輯技術科學(No.2) 2002各向異性B的顯式解析解張娜蔡睿賢中國科學(英文版)(No.6) 2002。 多孔介質中自然對流的Brinkman模型解析解蔡睿賢，張娜中國科學(A輯)(No.1-6) 2001蔡睿賢。非定常可壓縮等熵流非線性方程顯式解析解的推導。工程熱物理學報(No.1-6) 2001對對轉渦輪基礎設計及應用的進壹步思考航天動力學報，蔡睿賢(No.3) 2001。兩相非定常流動的壹些顯式解析解蔡睿賢，機械工程學報(第9期)2001考慮摩擦和傳熱的非定常1d理想氣體流動的顯式解析波解蔡睿賢，張娜中國科學(英文版)(第4期)2000，鍋爐受熱面動態過程的壹組顯式解析解蔡睿賢，機械工程學報(第7期)2000《工程熱物理中的壹些解析解》蔡睿賢，蔡當Xi交通大學學報(第2期)2000《多孔材料幹燥耦合微分方程的顯式解析解》蔡睿賢，張娜自然科學進展(第2期)2000《耦合差分的顯式解析解》蔡睿賢、 張娜自然科學進展(第2期)1999能源利用中氣動熱力學前沿問題及新設計體系研究:主要研究進展1998蔡睿賢基礎研究(第3期)1999幹燥多孔材料傳熱傳質耦合方程的顯式解析解蔡睿賢、張娜自然科學進展(第10期)1999球體中傅裏葉熱傳導的壹維代數顯式解析解張娜自然 壹維代數顯式解析解，，何自然科學進展(No.1) 1997壹套變截面理想氣體中激波非定常流動的顯式解析解(No.1-6)。1998能源利用中氣動熱力學前沿問題及新設計體系研究:蔡睿賢攀登項目基礎研究三年主要研究進展(三期)1998張娜蔡睿賢生物熱傳導基本方程壹維非穩態解析解。自然科學進展:國家重點實驗室通訊(第3期)1998張娜蔡睿賢非定常壹維解析解自然科學進展(第6期)1998理想氣體中無粘可壓縮流動的解析解蔡睿賢和朱永博工程熱物理學報(第1-6期)1998單軸恒速燃氣輪機及其熱電聯產裝置的典型變工況特性蔡睿賢、 張娜工程熱物理學報(第65438期+0-6期)1998集成電路芯片蔡睿賢非傅立葉導熱方程的顯式解析解張娜科學通報(第65438期+0-24期)1997關於可再生能源電廠的評價指標及優化方向蔡睿賢太陽能學報(第65438期+0-4期)1996傳熱與摩擦流的壹些非定常解析解與 蔡睿賢工程熱物理學報(No.1-4) 1996氣動熱力學前沿問題研究進展及能源利用新設計體系；蔡睿賢基礎研究(第4期)1996關於尾氣汙染罰款量級的討論蔡睿賢中國軟科學學報(第2期)1995非穩態壹維解析解比才銳現科學通報(英文版)(第19期)。19951995年6月赴國外參加國際學術會議總結報告(根據國家自然科學基金項目大綱)蔡睿賢燃氣輪機技術(第三期)1995典型聯合循環蔡睿賢性能簡明介紹。工程熱物理學報(第1-4期)。1995壹維非穩態生物傳熱方程的解析解蔡睿賢科學通報(第7-24期)1994軸流對旋風機典型基本元件級基本分析蔡睿賢流體機械(第12期)1994排氣燃燒聯合循環設計點性能簡明估算公式蔡睿賢工程熱物理學報(第1期-)燃氣輪機動力裝置最佳效率的初步研究(第 蔡睿賢(第5期)渦輪平面葉柵葉型損失總圖的計算實例(1994)何燃氣輪機技術(第3期)某些壹維非定常可壓縮理想氣體等熵變截面流動的解析解； 蔡睿賢工程熱物理學報(No.1-4) 1993補燃對常規聯合循環效率的影響；蔡睿賢工程熱物理學報(第3期)1993對轉渦輪蔡睿賢特殊葉型的自動設計程序。魏興祿航天動力學報(第2期)1992對轉渦輪基本分析蔡睿賢航空學報(A輯)(第1期)1992變截面理想氣體等熵流解析解。科學通報(第9-24期)1992三種對轉渦輪及其基本分析、魏興祿航天動力學報(第1期)1992渦輪葉柵自動設計程序、何工程熱物理學報(第1-4期)1990余熱鍋爐變工況計算蔡睿賢、胡工程熱物理學報(第6543331988軸向葉柵完全反問題的工程解法蔡睿賢工程熱物理學報(第65438期+0-4期)雙連通區域泊松方程的快速工程解法(第65438期+0-6期)《蔡睿賢科學通報》。1987熱電聯產評價標準及燃氣輪機基礎分析；蔡睿賢工程熱物理學報(No.1-4) 1987熱電聯產評價標準及燃氣輪機基礎分析；蔡睿賢工程熱物理學報(編號:1-4)。1986實用ST、張、閆根壽、林汝謀科學通報(英文版)(第21期)1986註蒸汽燃氣輪機實際循環熱效率的近似簡明熱力學關系式、張、閆根壽、 林汝謀科學通報(第6期)1985部分常壓流化床燃煤聯合循環方案蔡睿賢工程熱物理學報(第1-4期)1984發展總能系統是提高能源利用水平的有效途徑蔡睿賢節能(第8期)1984驗證透平機械三維數值解的壹些解析解蔡睿賢蔣洪德孫春林工程熱物理學報(第 1983S _ 1s蔡睿賢中國科學(英文版)(第4期)1983中心流線法在亞跨音速區的精度(第1期)蔡睿賢機械工程學報。1982葉輪機械設計變量對內外環壁的約束及軸流式葉輪機械過流面的翹曲S1蔡睿賢中國科學(No.7-12) 1982燃氣輪機起動及壓氣機低速特性蔡睿賢電力工程(No.5) 1982。渦輪機設計變量對內外環壁的約束和軸流式渦輪機流動表面的翹曲S1。中國科學(A輯)(No.7-12) 1981燃氣-蒸汽輪機與余熱鍋爐聯合循環的近似熱力分析(No.6544) 1981平面葉柵中心流線法反問題的計算機程序及算例，沈工程熱物理學報(No.1-4) 1980跨音速的計算吳步靜《工程熱物理學報》(編號1-4) 1979任意回轉面上軸流式渦輪葉柵的設計——中心流線法的某些發展:蔡睿賢機械工程學報(第1期)1979；求解通道軸對稱流動的中心流線法的壹些發展——蔡睿賢機械工程學報(1966平面葉柵的中心流線法解析解之二)——中心流線法的壹些發展(壹)關於燃燒室和加力燃燒室在給定溫度下產生氣體所需燃料計算公式的討論蔡睿賢機械工程學報(No.1) 1964蔡睿賢機械工程學報(No.3) 19581958小功率燃機轉速選擇重機(編號:12)蔡先生在清華大學16年，在博士後政策咨詢和評估方面發揮了重要作用。指導過多名百人計劃人選、博士後、數十名研究生，得到過蔡院士的指導、解惑和幫助，多次獲得中科院優秀研究生導師稱號。
蔡老師在美國、加拿大、中國各地培養了眾多精英接班人和學生，指導博士研究生10余人，碩士研究生10余人，其中3人獲得“中國科學院院長獎”。畢業後，蔡院士直接教的四個學生被評為院士，其中十幾個成長為國家和部級幹部，十幾個研究員或教授，許多公司或工廠的總工程師。