人物贡献
核反应堆
黄祖洽研究了输运理论中无限长黑圆柱情形下的Milne问题，并用球谐函数展开法求出了它直到P5阶的近似解。1955年底至1956年中，在参加接受苏联援助我国重水反应堆的理论设计的同时，他结合反应堆结构复杂的实际情况，认真考虑了非均匀性对堆中中子输运的影响，发现结果和苏联提供的设计中所给出的临界尺寸数据不同。以后在该反应堆启动时的临界实验中，黄祖洽的理论计算结果得到了证实。1958年参与并领导了核潜艇用压水堆的初步理论设计。后来又参与和组织了石墨堆和元件堆的理论研究和设计。
热核弹爆炸
研究核弹，特别是热核弹爆炸中所牵涉到的物理过程时，黄祖洽考虑到所研究的对象是一个在极高温度下起核反应的，包含轻核、重核、电子、中子和光子等粒子的混合系统，不能沿用通常气体分子运动论中使用的波耳兹曼方程，而必须加以推广，使方程中能正确反映粒子间有可能起各种反应的事实。1961年，他作出了《关于起反应的粒子混合系统的运动论》，写下了包含多体相互作用和反应的广义运动论方程组。并在这方程组的基础上导出了带中子的辐射流体力学方程和反应动力学方程组。后者是核弹理论研究中经常用到的重要方程组之一。
热核反应
在高温高压热核反应系统的研究中，黄祖洽从广义运动论方程组出发，把带电粒子(轻核和电子)的运动和中子在系统中的输运有条件地分开来处理，在一级近似中把带电粒子看作随时都处在局域热平衡的状态，再计算系统中介质的流体运动和轻核的热运动对中子输运方程中代表中子源、中子吸收和中子散射等各项所产生的影响。
临界安全
为保证核燃料生产和加工中的临界安全，二机部成立了临界安全小组进行研究。彭桓武和黄祖洽先后任组长。黄祖洽用中子输运理论解决了核工业生产中的某些临界安全问题。为适应对临界安全性能作出快速估计的需要，1965年他写出了《铀水系统安全质量的简易估算法》一文。其中介绍了一种估算铀水系统(或铀与其他含氢介质的均匀混合系统)的“安全质量”，即不会产生临界安全事故的铀-235质量的简易方法。1966年，黄祖洽带领临界安全小组的部分人员在详细了解一个燃料生产厂的有关生产过程后，提出了保证临界安全的一系列措施，并制定了操作规程，这个规程已由二机部正式形成文件，付诸实施。
输运理论
1982年以后，黄祖洽指导博士研究生丁鄂江对稀薄气体的非平衡输运和弛豫过程进行了研究。发现在与速度变量相应的傅氏空间中，波耳兹曼方程可以通过奇异扰动方法求解，而且在所得的对小Knudsen数的展开式中，可以找到一种消去久期项的方法，从而解决了波耳兹曼方程求解时久期项难以消去这一历史难题。另外，该方法在各级近似中都导致Navier-Stokes流体力学方程组，而不会引到物理意义上有问题的Burnett方程。原则上，可以利用他们的这一方法去研究非平衡系统中随时间的弛豫行为。
主要论著
论文
1、黄祖洽，关于氟化氢分子的一个计算，物理学报 8 (1951)57。
2、彭桓武，黄祖洽，应用忽鲁登变分法决定核子与核子散射的周相，物理学报8(1951)150。
3、黄祖洽，关于中子在两种介质中的慢化问题，物理学报 14(1958)153。
4、黄祖洽，关于中国重水堆的临界大小和反应性问题，Dresden国际反应堆会议，Dresden, GDR (1960)。
5、黄祖洽，关于起反应的粒子混合系统的运动论, 原子能科学技术文献， 物理004, 中国科委(1961)。
6、黄祖洽，中子在轻介质中的慢化问题，原子能科学技术文献， 物理 003，中国科委(1961)。
7、黄祖洽，ALU 系统中中子的增殖、慢化、扩散和有关问题:：Ⅰ.简化的定态模型和三群处理，原子能科学技术文献，物理 019，中国科委 (1962)。
8、黄祖洽，中子在铀水介质中的慢化长度，原子能 No.3 (1965) 198。
9、黄祖洽，高速运动介质中中子输运的新处理方法，北京师范大学学报 No.3 (1981) 37。
10、丁鄂江，黄祖洽，Boltzmann 方程的奇异扰动解法:：Ⅰ.正规解，物理学报34(1985 )65。
11、朱慧珑，黄祖洽，体心立方金属中空位迁移规律，物理学报 36 (1987)1122。
12、吕燕南，黄祖洽，H2XΣg - H2EΣg 系统的相互作用，物理学报，38(1989)150。
13、宋岩，丁鄂江，黄祖洽，混合流体的浸润相变(IV)二元系统浸润相变的临界特性，物理学报，41(1992)1647。
14、黄祖洽，丁鄂江，浸润相变及有关问题，物理 24(1995)651-654。
15、张书东，黄祖洽， 地震和地震预报理论研究中的几个问题，物理，26(1997)418-423。
16、李静辉，黄祖洽，王存玉，岩板顺层斜坡和直坡演化过程中的随机共振及混沌，物理学报，47(1998)382-390。
17、应阳君，黄祖洽，细胞钙振荡对周期信号的响应和胞间同步，计算物理 第18卷第5 期(2001)412-421。
著作
1、 黄祖洽译，《经典场论》，科学出版社 (1958)。
2、 黄祖洽译(笔名“示水”)，《热中子核反应堆理论》，科学出版社 (1958)。
3、黄祖洽，《核反应堆动力学基础》，原子能出版社 (1983)。
4、黄祖洽，丁鄂江，《输运理论》，科学出版社 (1987)。
5、黄祖洽, 丁鄂江, 《表面浸润和浸润相变》，上海科学技术出版社 (1994)。
6、黄祖洽，《黄祖洽文存》，北京师范大学出版社(2002)，
7、黄祖洽，《三杂集》，北京师范大学出版社(2004)。
8、黄祖洽，《现代物理学前沿选讲》，科学出版社(2007)。
