方向一：可视化检测技术与智能系统
可视化检测技术与智能系统研究方向针对被测场内部组成介质分布结构的信息获取问题，在对被测场内部分布结构不扰动或不损伤的条件下，以电、磁、声、光等敏感原理为基础，根据被测场外部边界所获得的测试数据，运用一定的数学模型和重建技术，使用计算机生成被测场内部组成介质分布结构的二维/三维图像，重现被测场内部特征。
该研究方向的物理基础是：不同的介质具有不同的物理（电学、声学、材质等）特性；在被测场域中施加一定的激励，建立测试敏感场；由于不同的介质对敏感场的调制作用不同，介质分布变化时，在被测场域边界的检测信号发生改变；通过检测边界的变化信号，采用一定的数学方法处理，可实现被测场域内介质的分布状态图像的重建和分布特征参数的提取。
该研究方向主要以工业多相介质分布、生物医学组织分布等为研究对象，通过开展电、磁、声、光等敏感模态在被测场中的感应机理分析，研究建立相应模态的测试方法，设计开发测试系统平台、图像重建算法，研究提出特征信息提取方法，并在工业多相介质分布、生物医学组织分布等研究中进行应用。
方向二：复杂过程检测、建模与分析
复杂过程检测、建模与分析研究方向针对自然界和工业生产过程中由多种介质成分构成及过程状态随时间变化的信息获取和状态诊断问题，以电、磁、声、光等敏感原理为基础，基于相应的过程机理，运用一定的数学建模方法和现代信息处理技术，对过程的形成、发展和演化进行表征和描述。
该研究方向主要以能源、动力、石油、化工、冶金、医药、环境、航空航天等工业过程中的多相流为研究对象。为保证相关生产过程中能源的高效利用、工艺的合理设计、生产的安全稳定运行，需要对多相流的产生、发展、转化过程进行了解和掌握，全面、及时、准确地获得多相流过程的特征参数及流动状态信息，进而建立准确的模型描述、实现对生产过程的有效监控。
以多相流过程为代表的复杂过程参数检测、机理建模与状态分析的研究，在科学研究和实际生产过程中具有重要的意义。
