基于复合传感器的航空发动机气路无损监测技术研究

研究基于电容敏感机理和颗粒静电特性的复合传感器的航空发动机气路无损监测新方法。在高温、高速、大尺寸背景下,通过对复合传感器的尺寸及空间布局的优化设计，挖掘复合传感器各模态的融合信息，探究复合传感器敏感场和被测流场间的相互作用机理，运用数据融合、数据反演及多相流测量相关技术，研究特殊背景下气路流动特征参数的获取、表征方法及两种测量模式获取的信息的融合手段；结合流动模型（如结构波理论）对测量结果进行研究；结合航空工业中的先验知识, 建立基于二维/三维时空信息的发动机尾气排放特征识别、尾气排放物体特性估计等参数测量工程软件包，在已有的气固两相流实验装置上进行实验研究，结合发动机试车现场的要求，建立与各种航空发动机气路故障相应的数据库，为特殊背景下的多相流测量提供新的检测方法，为开发新型航空发动机气路状态监测仪器提供理论与工程设计基础。

研究基于静电感应原理和基于电容敏感探测机理的航空发动机气路故障监测技术，探究双模态在航空发动机气路特殊多相流中的在线监测方法；在分析航空发动机气路中荷电颗粒的来源及其荷电机理的基础上，根据航空发动机气路结构，利用ANSYS有限元分析软件的参数化编程语言APDL，编写传感器仿真、优化软件包，进行复合传感器的建模、仿真及优化设计；综合考虑空间噪声和耦合作用，研究弱信号探测及处理的软、硬件技术；设计基于静电感应原理和基于电容敏感探测机理的双模态系统，搭建航空发动机气路模拟装置平台并展开实验室研究；针对航空发动机尾气的特殊性（稀相、高速的气固两相流），进行ECT图像重建算法研究；对静电探测的局部信息和ECT 重建的全截面信息，运用数据融合、现代信息处理技术和多相流相关技术，着重挖掘反映航空发动机工作状态的相关信息，为发动机故障诊断提供可靠的依据。该研究探索为特殊背景下的多相流测量提供新的检测方法，为开发新型航空发动机气路状态监测仪器提供理论与工程设计基础。本课题已获得授权国家发明专利1项；发表期刊论文15篇，其中SCI 检索1篇，EI检索4篇，中文核心期刊12篇，发表国内外学术会议论文5篇；培养已毕业硕士研究生5名，在读硕士研究生5名。