个人简介

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。 科研成果完成的相关项目见下表： 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。