相册


基本信息 The basic information
姓名: 高彤

学院: 机电学院


学历: 博士研究生毕业

学位: 博士


职称: 教授

职务:


学科: 航空宇航科学-航空宇航制造工程,力学-固体力学,力学-航空器结构与适航技术


邮箱: gaotong@nwpu.edu.cn




工作经历 Work Experience
2009.10-2012.3：比利时 列日大学(ULg)-航空航天技术实验室(LTAS) 博士后研究员
2012.10-2017.6：西北工业大学 机电学院-航空宇航制造工程系 副教授
2017.5至今： 西北工业大学 无人系统技术研究院-智能材料与结构研究所
2017.7至今： 西北工业大学 机电学院-航空宇航制造工程系 教授



教育经历 Education Experience
1997-2001：西北工业大学 飞行器制造工程专业 学士
2001-2004：西北工业大学 航空宇航制造工程专业 硕士
2003-2008：西北工业大学 航空宇航制造工程专业 博士



教育教学 Education And Teaching
本科生专业课：工程固体力学、优化理论与算法
国际班本科生专业课：Numerical Optimization and Finite Element Method in Mechanical Engineering
研究生选修课：结构优化理论与有限元分析



荣誉获奖 Awards Information
获国家自然科学二等奖1项，陕西省科学技术一等奖3项、二等奖1项。
2015年：国家自然科学二等奖（机械结构系统的整体式构型设计理论与方法研究，第3完成人）
2009年：陕西省科学技术二等奖（结构轻量化设计的创新构型优化方法研究，第3完成人）
2012年：陕西省科学技术一等奖（复杂薄壁结构整体设计与切削制造的优化理论与方法，第4完成人）
2017年：陕西省科学技术一等奖（弱刚度构件切削的工艺力学理论与方法，第4完成人）
2019年：陕西省科学技术一等奖（飞行器结构高性能设计制造的特征保形理论与方法研究，第六完成人）
2003年：陕西省高等学校科学技术一等奖（结构优化设计与灵敏度分析新理论、方法与技术研究，第5完成人）
2009年：陕西省高等学校科学技术一等奖（结构轻量化设计的创新构型优化方法研究，第3完成人）
2012年：陕西省高等学校科学技术一等奖（整体式结构系统布局与形状优化设计方法研究，第3完成人）
2017年：陕西省高等学校科学技术一等奖（弱刚度构件切削工艺力学理论与方法，第3完成人）



科学研究 Scientific Research
主要从事结构优化理论、方法及工程应用研究，主持国家自然科学基金项目2项、其他国家级和省部级项目3项；参与国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、面上项目、****基金、973项目、863课题多项。
主要研究方向：
# 热-机械耦合结构优化设计
# 结构动力学性能优化设计
# 气动-结构耦合优化设计
# 智能材料/复合材料结构优化设计
# 轻质点阵结构优化设计
# 仿生结构优化设计

# 结构优化软件设计与开发
# 航空航天复杂结构优化设计技术及应用
主要科研项目：
2009.10-2012.03：比利时政府项目VIRTUALCOMP子课题Plate-forme d'optimisation de structures composites ，主持
2010.01-2012.06：AXXX计划课题（XXX优化设计技术研究），参与
2010.01-2013.12：国家自然科学基金重点项目（热防护系统材料与结构一体化设计与评价的关键问题研究），参与
2013.01-2014.12：中央高校基本科研业务费资助项目（载荷选择与结构布局协同优化技术研究），主持
2013.01-2016.12：国家自然科学基金面上项目（薄壁曲面类开孔结构的形状优化设计理论与方法研究），参与
2014.07-2015.12：AXXX计划课题（XXX发动机XXX优化技术研究），主持
2014.11-2015.10：AXXX计划课题（XXX发动机XXX优化技术研究），参与
2014.10-2016.09：航空科学基金（涡轮发动机喷管典型结构拓扑优化设计方法研究），主持
2014.01-2016.12：国家自然科学基金青年基金项目（考虑对流边界条件设计相关效应的热力耦合拓扑优化设计研究），参与
2014.01-2016.12：国家自然科学基金NSAF联合基金（连续体结构动力响应下的拓扑优化方法研究），主持
2015.06-2015.12：XX工程基础科研项目（XXX结构总体设计方法研究），主持
2015.01-2016.12：中央高校基本科研业务费资助项目（热弹性耦合结构多相材料匹配拓扑优化技术研究），主持
2016.10-2020.12：XX重大专项课题（XX飞行器热结构拓扑优化设计方法研究），参与
2016.01-2020.12：XX工程基础科研项目（XX结构多尺度分析与优化技术研究），参与
2017.01-2019.12：XX工程基础科研项目（XX飞行器气动-控制-结构耦合分析与优化设计），参与
2017.01-2020.12：国家自然科学基金面上项目（大梯度高温环境下连续体结构热弹性耦合拓扑优化方法与应用研究），主持
2017.01-2018.12：陕西省自然科学基础研究计划（高温热弹性耦合结构拓扑优化方法研究），主持
2017.01-2019.12：陕西省重点研发计划重点项目（高档数控机床功能部件结构的动力学响应拓扑优化设计与应用），参与
2017.07-2021.06：国家重点研发计划（面向增材制造的产品创新设计技术），参与
2017.07-2020.06：XX发动机技术验证项目（先进航空发动机XX结构优化方法研究），主持
2018.01-2022.12：国家自然科学基金重点项目（功能驱动的仿生结构多材料构件激光增材制造基础研究），参与
2018.01-2020.12：XX发动机技术验证项目（面向增材制造工艺的XX典型结构优化设计技术研究），参与
2018.01-2020.12：国家自然科学基金中巴国际合作重点项目（基于超弹性形状记忆合金和轻质点阵的冲击防护复合结构优化设计方法），参与
2018.07-2018.12：XX结构布局优化设计研究，主持
2018.07-2019.12：XX结构及典型部件结构优化设计技术研究，主持
2018.12-2019.11：XX结构传载特性优化分析，主持
2018.12-2019.04：舰载方位天线壳体结构优化设计，主持
2019.04-2019.08：XX结构优化设计，主持
2019.03-2019.12：XX无人机平台气动与结构方案设计，参与
2019.08-2019.12：基于点阵结构设计的结构动强度优化设计方案研究，参与
2019.09-2020.06：机床主机结构优化，主持
2019.10-2021.10：XX科技项目（XX结构拓扑优化设计方法研究），主持
2019.08-2020.07：深空探测飞行器结构轻量化设计研究，主持
2020.10-2021.01：典型壁板端部支持系数对静强度计算的影响研究，主持
2020.09-2020.12：馈源阵桁架支撑结构拓扑优化设计，主持


主要合作单位：
# 航天科工：航天科工三院（北京空天技术研究所）
# 航天科技：航天科技一院（北京航天长征飞行器研究所）、航天科技五院、航天科技六院（西安航天动力研究所）
# 中国航发：沈阳航空发动机研究所、四川燃气涡轮研究院
# 中航工业：第一飞机设计研究院
# 中国商飞：北京民用飞机技术研究中心
# 中国电科：西安导航技术研究所

# 中国兵器：西安现代控制技术研究所、西安应用光学研究所
# 中国工程物理研究院：总体工程研究所
# 西安铂力特、北京精雕



学术成果 Academic Achievements
发表学术论文50余篇，授权国家发明专利7项，软件著作权2项。
专著：
[1].Zhang WH, Zhu JH, Gao T. Topology Optimization in Engineering Structure Design. ISTE & Elsevier, 2016 (ISBN - 43).
[2].大飞机出版工程民机先进制造工艺技术系列丛书《民用飞机构件先进成形技术》,上海交通大学出版社, 2016 (ISBN - 39).

主要学术期刊论文：
[1].Gao T, Zhang WH*, Qiu KP, Wan M. Numerical simulation of machined surface topography and roughness in milling process. Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 2006, 128: 96-103.
[2].Wan M, Zhang WH*, Qiu KP, Gao T, Yang YH. Numerical prediction of static form erors in peripheral milling of thin-walled workpieces with irregular meshes. Journal of manufacturing science and engineering - Transactions of the ASME. 2005, 127: 1087-1357.
[3].Zhang WH*, Gao T. A min-max method with adaptive weightings for uniformly spaced Pareto optimum points. Computers & Structures, 2006, 84: 1760–1769.
[4].Gao T, Zhang WH*, Zhu JH, Xu YJ, Bassir DH. Topology optimization of heat conduction problem involving design dependent heat load effect. Finite Elements in Analysis and Design. 2008, 44: 805-813.
[5].Zhang WH*, Tan G, Wan, M, Gao, T, Bassir, DH. A new algorithm for the numerical simulation of machined surface topography in multiaxis ball-end milling. Journal of manufacturing science and engineering - Transactions of the ASME. 2008, 130: 1087-1357.
[6].Gao T, Zhang WH*. Topology optimization of multiphase-material structures under design-dependent pressure loads. International Journal for Simulation and Multidisciplinary Design Optimization. 2009, 3(1): 297-306.
[7].Gao T, Zhang WH*. Topology optimization involving thermo-elastic stress loads. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2010, 42(5): 725-738.
[8].Gao T, Zhang WH*. A mass constraint formulation for structural topology optimization with multiphase materials. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2011, 88(8): 774-796.
[9].Bruyneel M*, Duysinx P, Fleury C, Gao T. Extensions of the shape functions with penalization parameterization for composite-ply optimization. AIAA Journal. 2011, 49(10): 2325-2329.
[10]. Gao T, Zhang WH*, Duysinx P. A bi-value coding parameterization scheme for the discrete optimal orientation design of the composite laminate. International Journal for Numerical Methods in Engineering. 2012, 91: 98-114.
[11]. Zhang Q, Zhang WH*, Zhu JH, Gao T. Layout optimization of multi-component structures under static loads and random excitations. Engineering structures, 2012, 43: 120-128.
[12]. Gao T, Zhang WH*, Duysinx P. Simultaneous design of structural layout and discrete fiber orientation using bi-value coding parameterization and volume constraint. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2013, 48, 1075-1088.
[13]. Zhang WH*, Yang JG, Xu YJ, Gao T. Topology optimization of thermoelastic structures: mean compliance minimization or elastic strain energy minimization. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2014, 49(3): 1-13.
[14]. Cai SY, Zhang WH*, Zhu JH, Gao T. Stress constrained shape and topology optimization with fixed mesh: A B-spline finite cell method combined with level set function. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2014, 278, 361-387.
[15]. Zhang WH*, Zhang ZD, Zhu JH, Gao T. Structural topology optimization: Extensibility and attainability. Sci. China Technol. Sci., 2014, 1-12.
[16]. Liu H, Zhang WH*, Gao T. A comparative study of dynamic analysis methods for structural topology optimization under harmonic force excitations. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2015, 51(6): 1321-1333.
[17]. Zhang WH*, Liu H, Gao T. Topology optimization of large-scale structures subjected to stationary random excitation: An efficient optimization procedure integrating pseudo excitation method and mode acceleration method. Computers & Structures, 2015, 158: 61-70.
[18]. Gao T*, Xu PL, Zhang WH. Topology optimization of thermo-elastic structures with multiple materials under mass constraint. Computers & Structures, 2016, 173, 150–160.
[19]. Liu H, Zhang WH*, Gao T. Structural topology optimization method under rotating load. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2016, 53: 847–859.
[20]. Zhang WH*, Zhao LY, Gao T, Cai SY. Topology optimization with closed B-splines and Boolean operations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2017, 315: 652–670.
[21]. Gao T*, Qiu LB, Zhang WH*. Topology optimization of continuum structures subjected to the variance constraint of reaction forces. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2017, 56: 755–765.
[22]. Zhang WH*, Zhao LY, Gao T. CBS-based topology optimization including design-dependent body loads. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2017, 322: 1~22.
[23]. Zhu JH*, Zhao YB, Zhang WH*, Gu XJ, Gao T, Kong J, Shi GH, Xu YJ, Quan DL. Bio-Inspired Feature-Driven Topology Optimization for Rudder Structure Design. Engineered Science, 2019, 5, 46-55.
[24]. Liu T, Zhu JH*, Zhang WH*, Zhao H, Kong J, Gao T. Integrated layout and topology optimization design of multi-component systems under harmonic base acceleration excitations. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2019, 59(4): 1053-1073.
[25]. Niu C, Zhang WH*, Gao T. Topology optimization of continuum structures for the uniformity of contact pressures. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2019, 60(1), 185-210.
[26]. Shi ZM, Gao F*, Xu J, Zhu JH, Zhang Y, Gao T, Qin MJ, Reece M, Yan HX. Two-step processing of thermoelectric (Ca0.9Ag0.1)(3)Co4O9/nano-sized Ag composites with high ZT. Journal of The European Ceramic Society, 2019, 39(10), 3088-3093.
[27]. Shi ZM, Xu J, Zhu JH, Zhang Y, Gao T, Qin MJ, Sun H, Dong GG, Gao F*. Effect of platelet template seeds on microstructure and thermoelectric properties of Ca3Co4O9 ceramics. Ceramics International, 2019, 45(2), 1977-1983.
[28]. Tang L, Gao T*, Song LL, Meng L, Zhang CQ, Zhang WH*. Topology optimization of nonlinear heat conduction problems involving large temperature gradient. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2019, 357: 112600.
[29]. Yuan SQ*, Li J, Yao XL, Zhu JH*, Gu XJ, Gao T, Xu YJ, Zhang WH. Intelligent optimization system for powder bed fusion of processable thermoplastics. Additive Manufacturing, 2020, 34: 101182.
[30]. Shi GH, Guan CQ, Quan DL, Wu DT, Tang L, Gao T*. An aerospace bracket designed by thermo-elastic topology optimization and manufactured by additive manufacturing. Chinese Journal of Aeronautics, 2020, 33(4): 1252–1259.
[31]. Meng L, Zhang WH*, Quan DL, Shi GH, Tang Lei, Hou YL, Breitkopf P, Zhu JH, Gao T*. From topology optimization design to additive manufacturing: Today’s success and tomorrow’s roadmap. Archives of Computational Methods in Engineering, 2020, 27:805-830.
[32]. Meng L, Shi JX, Yang C, Gao T*, Hou YL, Song LL, Gu DD, Zhu JH, Breitkopf P, Zhang WH*. An emerging class of hyperbolic lattice exhibiting tunable elastic properties and impact absorption through chiral twisting. Extreme Mechanics Letters, 2020, 40: 100869.
[33]. Meng L, Qiu XY, Gao T*, Li ZY, Zhang WH*. An inverse approach to the accurate modelling of 3D-printed sandwich panels with lattice core using beams of variable cross-section. Composite Structures, 2020, 247: 112363.
[34]. Niu C, Zhang WH*, Gao T. Topology optimization of elastic contact problems with friction using efficient adjoint sensitivity analysis with load increment reduction. Computers & Structures, 2020, 238: 106296.
[35]. Xu Z, Zhang WH*, Gao T, Zhu JH. A B-spline multi-parameterization method for multi-material topology optimization of thermoelastic structures. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2020, 61: 923–942.
[36]. Du YX, Gu DD*, Xi LX, Dai DH, Gao T, Zhu JH, Ma CL. Laser additive manufacturing of bio-inspired lattice structure: Forming quality, microstructure and energy absorption behavior. Materials Science and Engineering A - Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 2020, 773: 138857.
[37].Song LL, Gao T*, Tang L, Du XX, Zhu JH, Lin Y, Shi GH, Liu H, Zhou GN, Zhang WH*. An all-movable rudder designed by thermo-elastic topology optimization and manufactured by additive manufacturing. Computers and Structures, 2021, 243: 106405.
[1].高彤，张卫红*，朱继宏，汤兴刚.循环对称结构静力学渐进拓扑优化设计.机械工程学报. 2008, 44(3): 166-172.
[2].高彤，张卫红*，朱继宏.惯性载荷作用下结构拓扑优化设计.力学学报. 2009, 41(4): 530-541.
[3].张卫红*，章胜冬，高彤.薄壁结构的加筋布局优化设计.航空学报. 2009, 30(11): 2126-2131.
[4].高彤，张卫红*，DUYSINX Pierre.多相材料拓扑优化：体积约束还是质量约束？力学学报. 2011, 43(2): 296-305.
[5].全栋梁，时光辉，关成启*，王健，罗俊航，宋锋，王博，高彤，朱继宏，张卫红*.结构优化技术在高速飞行器上的应用与面临的挑战.力学与实践. 2019, 41(4): 373-381.
[6].蔡守宇，张卫红*，高彤，赵军.基于固定网格和拓扑导数的结构拓扑优化自适应泡泡法.力学学报，2019，51(04): 1235-1244.





社会兼职 Social Appointments
国际仿真与多学科优化设计协会（ASMDO） 高级会员
陕西省飞行器结构优化设计与应用工程实验室 副主任
中国力学学会高级会员
Structural and Multidisciplinary Optimization、Finite Elements in Analysis and Design、Composite Structures、Rapid Prototyping Journal、Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering、力学学报、航空学报等期刊审稿人



团队信息 Team Information
隶属于西北工业大学机电学院“工程仿真与宇航计算技术”团队。
依托“航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心”和“金属高性能增材制造与创新设计工信部重点实验室”，作为骨干成员面向航空航天领域开展材料、结构、工艺的学科交叉前沿理论和应用基础研究。
依托“陕西省飞行器结构优化与应用工程实验室”，围绕飞行器结构轻量化设计和制造工艺问题，开展材料-结构-工艺一体化理论与技术研究；担任该实验室副主任，负责飞行器结构系统整体化与轻量化设计方向。



招生信息 Admission Information
招收 航空宇航科学与技术一级学科 航空宇航制造工程/航空工程专业 结构设计方向 博士/硕士研究生。

要求：热爱航空航天事业，爱思考、工作积极主动；熟悉CAD软件（UG或CATIA或Solidworks）、CAE软件（ANSYS或Abaqus或NASTRAN），具备较好的外语能力和编程能力。



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