郭小刚导师主页

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基本信息

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姓名: 郭小刚
职称: 教授
单位电话: **
电子信箱: teenhero@163.com
办公室: 工程力学
个人主页:

个人简介

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个人简介

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1、郭小刚简介郭小刚 长期从事计算机软件编程与CAD研究开发工作。1982年到1987年在南昌飞机制造公司用“附面层理论计算任意剖面翼型的粘性阻力”，参加三机部《飞行动力学》CAD程序编写，“飞行器运动稳定性分析”，“外挂物脱离飞机后的空间轨迹计算”。在航空方面曾用附面层理论计算飞机上的升力与阻力、飞行器作空间六自由度运动轨迹计算的软件开发。 1997到2008年主要从事“深海采矿软管空间运动形态三维动画仿真计算”和“深海采矿软管空间运动形态动力分析”的理论建模和程序编写。根据非线性动力学理论和计算机图形学理论，以Windows操作系统作为平台，独立自主地开发了一个中等规模的非线性有限元CAD可视化软件。深海采矿软管空间运动形态动力分析采用面向对象MFC的可视化Windows混合编程技术 。程序具有自行开发50多个C++类和大量C语言中的全局函数，深海采矿软管空间运动形态动力分析的C/C++源代码大约由3万多行构成，这些程序编译后的代码简称为FPSA软件。另外一些代码由fortran语言编写。根据软件规模分类，5000行到5万行代码，属于中型程序，参加人数2-5人，需要耗费的研制周期1-2年，郭小刚在其上独立地进行理论探索和软件开发耗费了近10年的功力。 2008到2009进行深海可视抓网空间动力特性分析研究，该研究属于机械人控制领域。抓网由机械抓手和若干连杆结构组成，属于多刚体体系。连杆机构首先简化为数个刚性杆件，这些刚性杆件由驱动器驱动的移动关节或者转动关节串联而成。对于连杆机构动力分析，采用Denavit和Hartenbert提出的为关节链中每一杆件建立参考系的矩阵方法(称为D-H方法)进行动力分析，获得了良好的数值仿真结果。 郭小刚负责刚体-流体-固体非线性耦合模型的理论构建，规划各独立模块之间如何联系的框架、功能模块组成，选择和确立各模块的数据结构和接口技术，构建各部件的数学模型和各模块的算法。负责安排相关人员进行深海采矿强运动约束条件模拟试验及子算法模块的软件程序开发。　　郭小刚在海洋领域曾进行深海采矿软管的非线性动力分析和动画仿真计算。2000年以来在力学类核心期刊《工程力学》、《力学季刊》和《计算力学学报》就软管的动力分析和理论发表的文章表明在这一领域本课题组在国内的领先水准。　　具有从事航空、航海、建筑多年工作经验和技术积累，长期从事结构力学、计算力学，CAD/CAM与动画图形图像技术的研究。
研究方向

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研究方向涵盖空间结构动力学、多刚体力学、海洋结构波浪力学、土力学、流体流变力学、多相流体和粘性流体力学等多个科学领域，具有多学科交叉的特点。主要在深海采矿的领域进行流固耦合非线性动力分析。深海采矿领域目前探索方向： ①建立合理的集矿机六自由度运动与软管相互牵连的作用机制模型，重点解决强运动约束涉及的非线性动态时程分析算法收敛问题，将集矿机动力模型与柔弹性管状结构空间非线性模型解藕。 ② 空间梁大变形非线性理论与流体动力学、多刚体动力学的交叉和解耦，动边界运动约束非线性迭代法与多自由度非线性微分方程的求解和收敛研究。 ③ 各独立部件特性建模与数学仿真和开放性模块化软件架构设计。计算机图形学可视化开放式模块与有限元模块的组合，二次开发与自主原程序代码的相互呼应。在土木工程领域研究方向为： 土与结构共同作用的理论与应用
科研项目

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科研成果完成的相关项目见下表： 时 间 项目名称 课题来源 承担任务 1998-2001 深海采矿软管空间形态分析 大洋专项子课题 课题负责人 2004-2007 深海采矿软管动力特性和空间形态研究 大洋专项子课题 课题负责人 2005-2008 深海采矿软管集矿机系统动力特性和空间形态研究 教育部高等学校博士学科点专项科研基金 技术负责人 2008-2009 深海可视抓网空间动力特性分析 大洋专项子课题 课题负责人前期研究工作主要内容包括： ① 软管基本空间形态成形分析研究 ②计算机模拟软管空间运行状态和相应的软管受力特性。 ③ 考虑集矿机的强迫位移运动对软管空间形态的影响。 ④ 在内部流和外部流作用下考虑软管抗弯刚度的可变动性，建立软管输送系统的动力学模型。 ⑤分析浮力作用位置对软管输送性能的影响，进行软管空间形态的实时动态仿真编程计算。主要研究成果： ①计及软管抗弯刚度可变动性下受外部流作用的软管分析。 ②考虑集矿机相对运动的影响分析集矿机不同行驶轨迹和海况状态下软管的受力状态、三维空间形态。 ③解决软管空间形态的多点约束定位匹配。 ④进行软管空间形态的实时动态仿真计算 ⑤用空间梁大变形非线性理论与动边界支座位移迭代法进行软管空间形态动力分析。 软管研究成果发表论文8篇，被EI收录的4篇,发表的文章有： 1、郭小刚，张立人，金星，肖曙曦， 深海采矿流固耦合软管系统的非线性动力学模型，工程力学，2000年6月，EI收录； 2、郭小刚，金星，张俊彦，流体阻力对软管空间平衡形态的影响，海洋工程，2000年5月 3、郭小刚，肖曙曦，金星，重力场中曲折杆系的非线性弯剪力学响应，湘潭大学学报（自科版），2000年3月 4.郭小刚，金星，张俊彦， 支座位移非线性迭代法确定软管平衡形态，力学季刊，2000年9月 5.郭小刚，金星，柔弹性结构空间形态的非线性分析，计算力学学报，2001年8月，EI收录； 6、郭小刚，金星，C/C++程序设计教程，人民邮电出版社，2004年1月 7、Guo, Xiao-Gang，Liu, Ren-Huai; Jin, Xing. Nonlinear Analysis on Constraint Forces And Space Configuration of Flexiblt Pipe,Journal of central south university of technology, Aug.2007，EI收录/ SCI收录; 8、曾娜，郭小刚，探讨流固耦合分析方法，水科学与工程技术，2008年S2期，65-69 9、郭小刚，金星，刘人怀，曾娜，软管空间形态的风洞试验和仿真计算，暨南大学学报，2008年2月 10、郭小刚，刘人怀，曾娜，金星，子结构位移迭代法修正软管空间形态，工程力学，2008年10月，EI收录 11、CHEN Rui-lin,ZENG Qing-yuan,ZHONG Xin-gu,XIANG Jun,GUO Xiao-gang,ZHAO Gang， Numerical study on the restriction speed of train passing curved rail in cross wind. 中国科学 E辑(英文版),2009,52(7):2037-2047，SCI收录; 12、夏学文，李锋，郭小刚，张俊彦，基于solidworks的机械手三维建模及其运动仿真，煤矿机械，2010年10月，215-218 13、CHEN Rui-lin,ZENG Qing-yuan, HUANG Yun-Qing, XIANG Jun, WEN Ying, GUO Xiao-gang, YIN Chang Jun, DONG Hui &ZHAO Gang. Analysis theory of random energy of train derailment in wind. 中国科学G辑(英文版),2010,vol.53 No.4,1-7, SCI收录; 14、陈锐林，曾庆元，黄云清，向俊，郭小刚，张俊彦，大跨铁路斜拉桥模态特性研究，振动与冲击，2010，29(2)，7-10