张辉博士参与了多项与国内外单位合作的观测项目，包括：（1）与云南天文台、美国佛罗里达大学合作的系外行星视向速度证认项目LiJET；（2）与新疆天文台合作的银道面系外行星巡天项目；（3）与澳大利亚新南威尔士大学合作的系外行星视向速度搜寻项目Veloche；（4）与澳大利亚南昆士兰大学和美国麻省理工学院合作的TESS行星候选体证认项目MINERVA-AUS；（5）TMT光学高色散终端HROS项目；（6）AST3南极巡天项目；（7）ET2.0另一个地球搜寻项目等。从2011年开始他的工作重点主要放在中国南极天文项目中，先从事CSTAR项目的观测数据处理与分析工作，编写了1套适应大视场巡天需求的数据处理软件，并发现6颗系外行星候选体。2012年参与国家973项目《利用南极巡天望远镜在超新星宇宙学及太阳系外行星方面的前沿研究》（AST3项目），从事AST3望远镜CCD和光学系统的噪声分析工作，并负责与太阳系外行星相关的观测与数据处理工作，完成1套AST3南极测光巡天专用数据处理程序，1套系外行星凌星信号搜寻与证认程序。截至2019年，共从AST3观测数据中发现太阳系外行星候选体116颗，。自2016年起他开始参与建设南京大学的“时域天文台”（TiDO）项目，在其中承担望远镜的安装、调试以及与太阳系外行星有关的观测任务，主要负责科学目标的设定、观测策略的优化、仪器的噪声分析、测光数据处理和行星轨道的数据拟合等工作，积累了大量测光巡天与高精度测光经验。2020年获得第一届“江苏省天文学会青年人才奖”和“江苏省天文学会科学技术奖一等奖”（第三完成人）。由于前期积累的工作经验，2020年他受邀参与ET2.0项目搜寻宇宙中的第二个地球，负责观测数据的模拟、巡天结果的仿真和整体数据中心的运行。  

(4) 太阳系外行星系统与气体盘的相互作用模拟：吸积与迁移过程