郭然简介

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作者voronoi

12 月 17, 2022

博士,二级教授,博士生导师,昆明理工大学工程力学系主任,云南省研究生导师团队力学博士生导师团队带头人,云南省中青年学术技术带头人。工程力学国家一流专业和力学云南省高原A类学科负责人。云南省高等学校教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会主任委员。

中国力学学会理事,中国力学学会教育工作委员会委员和计算力学专业委员会特邀委员,云南省力学学会副理事长、秘书长,西部地区基础力学与工程应用协会副理事长,国际华人计算力学学会(ICACM)执行委员,全国工程计算软件发展论坛常务理事,中国仿真学会CAE仿真专委会委员。

瞄准支撑“中国制造2025”和“工业4.0”的CAE技术,20多年来,在国家基金持续资助下,一直专注于应力杂交元,研发CAE技术核心—新单元,在材料损伤模拟方面取得了一些成果,开发了一套多相材料宏细观损伤演化分析的自主CAE软件。

一、科学研究

围绕计算力学前沿,专注于应力杂交元研究和CAE软件研发,在材料损伤模拟方面取得以下原创性成果:

(1)提出了一系列包含复杂微结构(如夹杂、空洞和裂纹等)、考虑损伤演化、模拟裂纹萌生扩展全过程的VCFEM单元;

(2)提出了一种微观-细观-宏观的跨尺度方法,实现了损伤演化观跨尺度模拟;

(2)构建了一系列高效率、高精度的固固耦合和固液耦合的多相应力杂交元;

(3)在基金委软件专项资助下,开发了一套材料损伤分析CAE软件,代码达20余万条,实现了含百万量级微结构(夹杂、孔洞或裂纹)真实多相材料的损伤演化分析。

二、团队建设

作为带头人,计算力学已成为本学科一个优势特色方向,形成了稳固的科研团队,2019年获云南省博士生导师团队。

三、学科和专业建设

担任工程力学系主任的12年来,作为负责人致力于力学学科和工程力学专业的建设,力学学科2012年获省优势特色重点学科,2017年获省高原A类学科;工程力学专业2019年获省一流专业、2020年获国家一流专业。建立了工程力学专业导师制,进行了创新人才培养体系的改革。

四、教学工作

作为一线教师,高度重视教学工作。常年承担工程力学专业的《理论力学》(国家精品)和《学科前沿讲座》、研究生的《高等计算力学》和《连续介质力学》、本专业本科生毕业设计。

五、成果应用

自主开发的开放式多相材料宏细观分析CAE软件,以软件售卖的方式买给国防科技大学,为固体发动机结构完整性和贮存寿命评估等多个国防项目做出重要贡献;在与兵器工业部二一一研究所的合作中,基于自主CAE软件,为查打无人机强度分析、部队列装红外探测器核心组件杜瓦的可靠性分析做出重要贡献。在与清华大学、铁科院、西门子公司等大学和企业的合作中,自主CAE软件也得到了应用推广。

六、简历

1997.9 – 1999.7清华大学工程力学系获硕士学位

1999.9 – 2003.7清华大学工程力学系获博士学位

2004.1 – 2005.6 法国lille科技大学博士后研究工作

1991年至今,一直在昆明理工大学任教

七、科研成果

主持纵向科研项目5项,横向项目11项,发表代表性论文66篇,其中中科院一区5篇、二区11篇、三区6篇。

主持的纵向科研项目表

序号项目来源项目类型项目(课题)名称项目编号起讫时间
1国家自然科学基金面上项目多相复合材料损伤演化分析的应力杂交元新方法研究和CAE软件开发120721352021-01 ~2024-12
2国家自然科学基金面上项目开放式PRMMCs损伤演化分析软件设计与研发115721422016-01 ~2019-12
3国家自然科学基金地区项目颗粒增强复合材料结构损伤演化和破坏的FEM-VCFEM-MD多尺度模拟112620072013-01 ~2016-12
4国家自然科学基金面上项目颗粒增强复合材料裂纹损伤分析的VCFEM方法110720922011-01 ~2013-12
5科技厅面上项目颗粒增强复合材料裂纹损伤分析 2006-10 ~2009-12

主持的横向科研项目表

序号项目(课题)名称合作单位起讫时间
1含铸造微孔镍基单晶高温疲劳寿命的晶体塑性模拟清华大学2021-06 ~2022-07
2杜瓦结构优化设计中国兵器工业集团第二一一研究所2016-12 ~2020-12
3VCFEM多相材料模拟软件国防科技大学空天科学学院2020-01 ~2020-12
4压缩机部件结构计算及优化西门子(中国)有限公司2015-01 ~2016-09
5吊舱窗口强度有限元研究中国兵器工业集团第二一一研究所2014-03 ~2015-03
6红外探测器有限元研究中国兵器工业集团第二一一研究所2012-09 ~2013-09
7热像仪整机振动模态分析有限元研究中国兵器工业集团第二一一研究所2012-10 ~2013-12
8郑西客运专线洛河大桥V型墩钢构连续动态测试及数据处理中国铁道科学研究院铁道建筑研究所2011-01 ~2011-12
9热像组件等角变换组有限元研究中国兵器工业集团第二一一研究所2010-12 ~2011-12

代表性论文表

序号题目期刊
1Monte Carlo simulation for exploring the mechanical properties of particle -reinforced composites based on the scale boundary finite element methodComposite Structures, 2022

IF/JCR:5.407/Q1,中科院1区,TOP期刊

2Two-scale Modeling of Composites damage with Voronoi cell finite element method for microscale computationComposite Structures, 2022 

IF/JCR:5.407/Q1,中科院1区,TOP期刊

3Modelling interfacial cracking and matrix cracking in particle reinforced composites using the extended Voronoi cell finite element methodComposite Structures, 2021

IF/JCR:5.407/Q1,中科院1区,TOP期刊

4A two dimensional VCFEM formulated with plastic, creep and thermal strain for simulate fatigue of porous materialComposite Structures, 2020

IF/JCR:5.407/Q1,中科院1区,TOP期刊

5Fretting fatigue behavior of riveted Al 6XXX componentsMaterials Science and Engineering A, 2008 

IF/JCR:5.234/Q1,中科院1区,TOP期刊

6The modeling of interfacial debonding crack in particle reinforced composites using Voronoi cell finite element methodComputational Mechanics, 2003 

IF/JCR:4.014/Q1,中科院2区

7Modeling of progressive debonding of interphase-matrix interface cracks in particle reinforced composites using VCFEMEngineering Fracture Mechanics, 2021 

IF/JCR:4.406/Q1,中科院2区

8Two new Voronoi cell finite element models for fracture simulation in porous material under inner pressure Engineering Fracture Mechanics, 2019 

IF/JCR:4.406/Q1,中科院2区

9Determination of crack tip stress intensity factors by singular Voronoi cell finite element modelEngineering Fracture Mechanics, 2018

IF/JCR:4.406/Q1,中科院2区

10Mixed mode fracture study of PMMA using digital gradient sensing methodEngineering Fracture Mechanics, 2014

IF/JCR:4.406/Q1,中科院2区

11Multiphase hybrid stress finite element analysis of heterogeneous media by simple mesh: One element with one interfaceInternational Journal for Numerical Methods in Engineering, 2020 

IF/JCR:3.477/Q1,中科院2区

12A generalized DGS method for studying the deformation field around a crack tipOptics and lasers in Engineering, 2016 
IF/JCR:4.836/Q2,中科院2区
13Numerical-experimental hybrid method for stress separation in digital gradient sensing methodOptics and lasers in Engineering, 2015
IF/JCR:4.836/Q2,中科院2区
14Voronoi cell finite element model to simulate crack propagation in porous materialsTheoretical and Applied Fracture Mechanics, 2021
IF/JCR:4.017/Q2,中科院2区
15Extended Voronoi cell finite element method for multiple crack propagation in brittle materialsTheoretical and Applied Fracture Mechanics, 2020
IF/JCR:4.017/Q2,中科院2区
16Calculation of stress intensity factors of matrix crack tip in particle reinforced composites using the singular Voronoi cell finite element methodTheoretical and Applied Fracture Mechanics, 2019
IF/JCR:4.017/Q2,中科院2区
17Monte Carlo Simulation for Exploring Mechanical Properties of Porous Materials Based on Scaled Boundary Finite Element MethodApplied Science, 2022
IF/JCR: 2.679/Q3,中科院3区
18Voronoi Cell Finite Element Method for Fluid-Filled MaterialsTransport in Porous Media, 2017
IF/JCR:3.019/Q2,中科院3区
19Combing DGS and finite element for stress analysis using inverse boundary methodApplied Optics, 2014
IF/JCR:1.980/Q2,中科院3区
20Modeling of interphases in multiple heterogeneities reinforced composites using Voronoi cell finite elements.Acta Mechanica Sinica, 2020

IF/JCR:1.975/Q3,中科院3区

21Numerical simulation of thermo-mechanical fatigue properties for particulate reinforced compositesActa Mechanica Sinica, 2005

IF/JCR:1.975/Q3,中科院3区

22Studying V-Notch Stress Intensity Factor by Digital Gradient Sensing MethodActa Mechanica Solida Sinica, 2019

IF/JCR:2.161/Q3, 中科院3区